1999 Fiscal Year Annual Research Report
ナノ領域化学反応による新しい材料デバイス構築法の開発
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09305044
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
河本 邦仁 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 教授 (30133094)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 豊 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助手 (60023214)
徐 元善 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (30242829)
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| Keywords | Ceramics / Thin Film / Micropatterning / Self-assembled Monolayer / Fine Particle / Arrangement / Titanium Oioxide / Silica |
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| Research Abstract |
本年度は、有用な機能性セラミックスの薄膜及び微粒子を自己組織膜(SMA)上へパターン化あるいは配列する手法の開発を行った。まず、昨年度開発した液相析出法による二酸化チタンのマイクロパターニング法を改良するため、チタンアルコキシド分子の選択反応性と重合化を用いる新しい方法を開発した。新法では、液相析出法による薄膜形成に比べて高速形成が可能となった。また、得られた薄膜は非晶質であったが、400℃以上の加熱処理によってアナターゼ相に結晶化すること、しかも加熱処理による膜形態の変化がほとんどないことを明らかにした。その結果、エレクトロニクスのデザインルールである5%以下のパターン解像度を持つ二酸化チタン薄膜のパターン化に成功した。
セラミック微粒子あるいはその集合体が示す特異機能を利用するために、微小領域での配置・配列技術が強く求められている。本研究では、単分散シリカ粒子をモデルに取り上げ、これを化学反応によって自己組織膜上に配列する手法の開発を行った。すなわち、SAM表面を紫外光、電子ビーム等で局所変成し、微粒子表面に修飾した官能基との選択的反応によって粒子配列を行うというコンセプトに基づいて、マイクロ〜ナノオーダーの粒子の2次元配列法を編み出した。また、微粒子が懸濁したコロイド溶液へ外部から反応気体を供給することによって気液界面に粒子集合体を作り、これをパターン化したSAM基板へ転写することにより、微粒子集合体の2次元配列パターン形成を可能にした。いずれの方法も低コストで、今後の発展性が期待されるものである。
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[Publications] K. Koumoto,S. Seo T. Sugiyama et al: "Micropatterning of Titanium Dioxide on Self-assembled Monolayers Using a Liquid Phase Deposition Process"Chem. Mater.. 11・9. 2305-2309 (1999)
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[Publications] Y. Masuda,W. S. Seo K. Koumoto: "Arrangement of Inorganic Materials on Self-assembled Monolayers Using Chemical Reactions"Proc. SMTIPFAM. (印刷中). (1999)
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[Publications] P. Zhu W. S. Seo,K. Koumoto et al.: "Selective Crystallization of Apatite on Monomolecular Layers"Proc. SMTIPFAM. (印刷中). (1999)
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[Publications] 河本邦仁: "セラミックス薄膜のバイオミメディック成長"季刊化学総説. 42. 83-93 (1999)
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[Publications] 増田佳丈,河本邦仁: "無機微粒子が発現する新機能と粒子配列技術"無機マテリアル. 7. 4-12 (2000)
