複合LB膜の制御された熱分解によるカーボン傾斜薄膜の構造と機能

复合LB膜受控热解制备碳梯度薄膜的结构与功能

• 批准号: 10137206
• 负责人: 鈴木 昇
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Utsunomiya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10137206/
• 关键词: カーボンアロイ; 炭素超薄膜; 炭素化; ポリイミド; ポリアミック酸; 複合LB膜; X線光電子分光; 原子間力顕微鏡

分子レベルで層数制御を行うことの出来るLangmuir-Blodgett(LB)法を利用すれば有機超薄膜を基板上に累積できる。そこで,膜物質とその熱分解過程を適切に制御すれば,炭素超薄膜の創製が可能であり,また,単分子膜(有機超薄膜物質)の構造を変化させて累積した膜(複合LB膜)からは,傾斜構造を有する機能性炭素材料の開発も可能と考えられる。本研究では,LB膜からの炭素超薄膜調製方法を確立し,かつ生成炭素膜を詳細に評価すること,さらに複合LB膜からの炭素化過程を検討することを目的とした。カプトンH型のポリイミド前駆体であるポリアミック酸の溶液に,N,N-ジメチルオクタデシルアミンを添加することで両親媒性物質である長鎖アルキルアンモニウム塩(PAO)を調製した。このPAO溶液を超純水上に展開し、累積時の条件を種々検討することで,垂直浸積法により51層のY膜を累積できた。この試料をアルゴン中で熱処理した結果,熱処理方法を工夫することで1000℃での炭素化が可能であり,約4nmの膜厚を有する炭素超薄膜を得ることができた。また,その表面は熱処理温度の上昇と共に平滑化することが明らかとなった。次に,ステアリン酸ニッケル(SN)とPAOの複合LB膜について検討した。SN(51層)+PAO(50層)+SN(50層)の三層構造を有する試料を真空下360℃で熱処理した膜は,累積時の構造を反映しており,かつステアリン酸ニッケル層は金属状ニッケル層に変化することが判明した。さらに,バルクシリコン相までニッケル原子が拡散している可能性も示された。また,種々の複合LB膜を炭素化した試料の評価より,その構造が累積時の構造と組成に依存することが分った。

The Langmuir-Blodgett (LB) method uses the molecular layer number control method to control the deposition of organic ultra-thin films on a substrate.そこで, the thermal decomposition process of the membrane material is controlled by the appropriate control すれば, the creation of carbon ultra-thin film is possible であり, また, single molecular membrane (organic ultra-thin film The quality) structure of the film (composite LB film) has a modified structure, and it is possible to open a functional carbon material with a tilted structure. In this study, the method for preparing the carbon ultra-thin film of the LB film was established and the details of how to generate the carbon film were discussed. Comment on the carbonization process of the composite LB film and the purpose of the carbonization process.カプトンH type のポリイミド front fuselage であるポリアミック acid solution に, N, N-ジメチルオクタデシルAmino is prepared by adding the pro-maturity substance PAO (PAO). The PAO solution was developed on ultrapure water and the conditions during accumulation were used. The vertical immersion method was used to accumulate the 51-layer Y film. The results of the heat treatment of このSample をアルゴン中でした, the heat treatment method することで1000℃ Carbonization is possible, and the thickness of the film is about 4nm, and the carbon ultra-thin film is obtained.また,そのsurface heat treatment temperature rise and total smoothing することが明らかとなった. Times, ステアリン acid ニッケル (SN) and PAO の composite LB film に つ い 検 検 し た. The three-layer structure of SN (51 layers) + PAO (50 layers) + SN (50 layers) has a sample and a film that is heat-treated at 360°C under vacuum.は, the accumulated structure reflects the しており, and the かつステアリン acid ニッケルlayer は metallic ニッケルlayer に変化することが clarifies the した.さらに,バルクシリコンphase までニッケルatomic が拡sanしているpossibilityもshowされた.また, kind of 々の composite LB film を carbonization し た sample の evaluation 価 よ り, そ の structure が accumulation time の structure と composition に dependence す る こ と が っ た.

项目成果

鈴木 昇,他(共著): "炭素原料科学と材料設計I" CPC研究会, 6 (1999)

Noboru Suzuki 等（合著者）：“碳原料科学与材料设计 I”CPC 研究组，6（1999）