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2011 Fiscal Year Annual Research Report

外場刺激による表層分子トポロジー可視化システムの構築

Planned Research

Project AreaCoordination Programming - Science of Molecular Superstructures for Chemical Devices
Project/Area Number 21108004
Research InstitutionKyoto Institute of Technology

Principal Investigator

佐々木 園  京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 准教授 (40304745)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 増永 啓康  (財)高輝度光科学研究センター, 利用研究促進部門・動的構造チーム, 研究員 (50398468)
小川 紘樹  (財)高輝度光科学研究センター, 利用研究促進部門・ナノ先端計測支援チーム, 研究員 (00535180)
Keywords放射光GISAXS/GIWAXS測定 / 有機金属錯体 / 高分子薄膜 / X線マイクロビーム / 時間分解測定 / 動的構造解析 / 薄膜結晶化挙動 / 電気化学計測
Research Abstract

(1)GISWAXS時間分解測定法の確立:薄膜・表面における階層構造のその場計測法として、放射光を利用した微小角入射小角X線散乱(GISAXS)と微小角入射広角X線散乱(GIWAXS)の同時時間分解計測法を確立した(以下GISAXSとGIWAXSの同時測定をGISWAXS測定と呼ぶ)。GISWAXS法は、ダイレクトX線を試料表面すれすれに入射して、試料表面近傍からの小角・広角散乱を異なる2つの2次元検出器でそれぞれ計測する手法で、ソフトマターの薄膜研究用計測ツールとして世界の放射光施設に先駆けて我々がSPring-8((独)理化学研究所、兵庫県作用郡)のBL40B2(共用小角X線散乱ビームライン(SAXS-BL)、偏光電磁石光源)を利用して確立した実験法である。膜厚が数十nm~数百μmの薄膜や固体表面のメソ構造とナノ構造を、GISAXSおよびGIWAXSパターン解析に基づきそれぞれ明らかにすることが出来る。本研究では、GISWAXS計測システムを高度化して、高分子薄膜の製膜過程における結晶化キネティクス研究に応用した。その結果、高分子薄膜の溶融状態からの等温結晶化において、膜厚が結晶化誘導期に影響を与えることを実験的に初めて明らかにすることが出来た。
(2)電場刺激下の有機金属錯体薄膜に対するGISAXSその場測定法の構築:有機金属錯体薄膜の電気化学測定とX線散乱測定を同時に行うためのGISAXS計測システムをSPring-8のBL45XU(理研専用SAXS-BL、アンジュレータ光源)を利用して構築した。ITO基板上に製膜したルテニウム二核錯体の5層積層膜(膜厚:十数nm、A01班 芳賀教授(中央大理工)・金井塚助教(山形大理)との共同研究)を試料に用いて、電解溶液中のRu^<2+>→Ru^<3+>の酸化電位下にある薄膜構造をGISAXSその場測定法で評価することに成功した。
(3)マイクロビームGISAXS/GIWAXS計測システムの構築:表面(界面)および膜厚方向の局所構造を評価するために、X線マイクロビームを利用したGISAXS/GIWAXS計測システムを構築した。本研究でSPring-8のBL45XU(理研専用SAXS-BL、アンジュレータ光源)を利用して構築したマイクロビーム光学系は、有機金属錯体・高分子薄膜の局所構造評価に十分な明るさと空間分解能を有することを確認した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

放射光を利用して新規な薄膜/表面構造評価システムを立ち上げることが本研究の目的であるが、この点においては当初の研究計画にそって進んでいる。また、領域内共同研究の推進も積極的に行っており、本研究はおおむね順調に進展してはいるが、研究成果を論文などにまとめて公表するにはまだ至っていないため今後2年間で実施する。

Strategy for Future Research Activity

放射光施設での実験が主である本研究を推進するためには、研究代表者と放射光施設に勤務している共同研究者が同じ目的意識を持って質の高い連携を行う必要がある。本研究がスタートした頃は、研究代表者は放射光施設に勤務しており同じチームに所属していた共同研究者との作業分担や情報交換に問題はなかったが、大学に移籍後2年が経過して研究代表者のみならず共同研究者も研究環境が変化したため、昨年末に本研究の進め方について再検討した。その結果、連絡を密にとりながら当初立案した研究計画を推進することとした。今後は、論文投稿を最優先課題として、本研究を実施する。

  • Research Products

    (13 results)

All 2012 2011

All Presentation (13 results)

  • [Presentation] Development of Synchrotron GISWAXS Experimental Method for Kinetic Study on Polymer Thin Films2012

    • Author(s)
      Sono SASAKI
    • Organizer
      Synchrotron Radiation in Polymer Science V
    • Place of Presentation
      San Francisco, CA, U.S.A.Sir Francis Drake Hotel
    • Year and Date
      2012-03-30
  • [Presentation] 有機・高分子薄膜局所構造観察のためのマイクロビームGISAXS計測法の構築2012

    • Author(s)
      佐々木園、増永啓康、小川紘樹、引間孝明、高田昌樹、岡田倫子、木村良晴、金井塚勝彦、中林拓也、鈴木孝司、芳賀正明
    • Organizer
      第25回日本放射光学会年会放射光科学合同シンポジウム
    • Place of Presentation
      佐賀県鳥栖市鳥栖市民文化会館
    • Year and Date
      2012-01-08
  • [Presentation] GISAXS/GIWAXS時分割測定法による高分子薄膜の溶融-等温溶融結晶化過程の追跡2012

    • Author(s)
      保田皓是、櫻井伸一、増永啓康、太田昇、佐々木園
    • Organizer
      第25回日本放射光学会年会放射光科学合同シンポジウム
    • Place of Presentation
      佐賀県鳥栖市鳥栖市民文化会館
    • Year and Date
      2012-01-08
  • [Presentation] シリコン基板上におけるポリヒドロキシブチレートの薄膜結晶化挙動2011

    • Author(s)
      保田皓是、櫻井伸一、増永啓康、太田昇、佐々木園
    • Organizer
      2011年日本結晶学会年会
    • Place of Presentation
      北海道札幌市北海道大学
    • Year and Date
      2011-11-25
  • [Presentation] 放射光広角・小角X線散乱測定法を用いたナノ構造評価2011

    • Author(s)
      増永啓康
    • Organizer
      平成23年度繊維学会・ナノファイバー技術戦略研究委員会講演会
    • Place of Presentation
      東京都東京工業大学(Invited)
    • Year and Date
      2011-11-25
  • [Presentation] 有機金属錯体の薄膜構造評価のための放射光GISAXSその場計測法の構築2011

    • Author(s)
      佐々木園、増永啓康、小川紘樹, 引間孝明、高田昌樹、中林拓也、金井塚勝彦、芳賀正明
    • Organizer
      第60回高分子討論会
    • Place of Presentation
      岡山県岡山市岡山大学
    • Year and Date
      2011-09-28
  • [Presentation] 有機高分子薄膜構造評価のための放射光GISAXSその場計測方法の構築2011

    • Author(s)
      佐々木園、増永啓康、小川紘樹、引間孝明、高田昌樹、金井塚勝彦、中林拓也、鈴木孝司、芳賀正明
    • Organizer
      2011年日本結晶学会年会
    • Place of Presentation
      北海道札幌市北海道大学
    • Year and Date
      2011-09-28
  • [Presentation] シリコン基板上におけるポリヒドロキシブチレート薄膜の結晶化挙動2011

    • Author(s)
      保田皓是、櫻井伸一、増永啓康、太田昇、佐々木園
    • Organizer
      第60回高分子討論会
    • Place of Presentation
      岡山県岡山市岡山大学
    • Year and Date
      2011-09-28
  • [Presentation] 放射光を利用した有機金属錯体薄膜局所構造評価法の確立2011

    • Author(s)
      佐々木園、増永啓康、小川紘樹、引間孝明、高田昌樹、金井塚雅彦、中林拓也、鈴木孝司、芳賀正明
    • Organizer
      平成23年度繊維学会秋期研究発表会
    • Place of Presentation
      香川県さぬき市徳島文理大学
    • Year and Date
      2011-09-07
  • [Presentation] 薄膜結晶化過程におけるポリヒドロキシブチレートの階層構造評価2011

    • Author(s)
      保田皓是、櫻井伸一、増永啓康、太田昇、引間孝明、高田昌樹、佐々木園
    • Organizer
      平成23年度繊維学会秋期研究発表会
    • Place of Presentation
      香川県さぬき市徳島文理大学
    • Year and Date
      2011-09-07
  • [Presentation] 放射光GISAXS測定による溶液中酸化還元電位下における有機分子組織体薄膜のナノ構造2011

    • Author(s)
      佐々木園、増永啓康、小川紘樹, 引間孝明、高田昌樹、中林拓也、金井塚勝彦、芳賀正明
    • Organizer
      平成23年度繊維学会年次大会
    • Place of Presentation
      東京都江戸川区タワーホール船堀
    • Year and Date
      2011-06-08
  • [Presentation] 有機金属錯体薄膜ナノ構造評価のための放射光GISAXS計測法の構築2011

    • Author(s)
      佐々木園、増永啓康、小川紘樹, 引間孝明、高田昌樹、中林拓也、金井塚勝彦、芳賀正明
    • Organizer
      第60回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      大阪府大阪市大阪国際会議場
    • Year and Date
      2011-05-26
  • [Presentation] ポリヒドロキシブチレート薄膜の結晶化挙動2011

    • Author(s)
      保田皓是、増永啓康、引間孝明、太田昇、櫻井伸一、高田昌樹、佐々木園
    • Organizer
      第60回高分子年学会次大会
    • Place of Presentation
      大阪府大阪市大阪国際会議場
    • Year and Date
      2011-05-25

URL: 

Published: 2013-06-26  

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