熱分解性配位子による銅ナノプリント基板の低温作製

点击翻译按钮获取中文摘要

本研究では，ナノ粒子表面での分子の熱挙動を精査することで，大気下で酸化せず，100 ℃ 以下の低温処理で焼結可能な二座配位分子保護銅ナノ粒子の開発を行う．銅ナノ粒子は酸化しやすく，ナノ粒子表面に耐酸化層を形成する必要があるが，通常，耐酸化層の除去には高温処理が必要となる．そこで，低温で特異な熱応答性を示すジカルボン酸分子に新たに着目し，二座配位による耐酸化性の付与と低温焼結性の同時付与を実現する．そのようなナノインクによる低温プロセスは従来のデバイス製造と比較して省エネルギーかつ省資源化可能であり，耐熱温度の低いプラスチック基板などを利用可能なデバイス製造プロセスとして期待される次世代プリンテッドエレクトロニクス技術の早期実現を加速させる．今年度はジカルボン酸としてマロン酸およびこはく酸を用いて銅ナノ粒子合成をおこなった．マロン酸は空気中で約120℃で熱分解し，二酸化炭素と酢酸に分解される．そのため，マロン酸で表面保護することで，およそ100～150℃での低温焼結性が付与できると期待できる．一方で，こはく酸はマロン酸より鎖長が長いため銅ナノ粒子表面で二座配位する際に，より安定に表面配位することが期待され，高い耐酸化性を付与することが期待できる．そこで，得られた粒子をインク化して，基板上での焼結特性を評価したところ，マロン酸保護銅ナノ粒子は，100℃という低い焼成温度であっても，8.64 Ω・cmの抵抗率を示した．