ダイヤモンド最表面の有機化学反応による修飾と新規機能性素子の創成

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11450293
• Research Institution: KYUSHU UNIVERSITY
• Principal Investigator: 諸岡 成治 九州大学, 大学院・工学研究院, 教授 (60011079)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 筒井 哲夫 九州大学, 大学院・総合理工学研究院, 教授 (40037982) ; 草壁 克己 九州大学, 大学院・工学研究院, 助教授 (30153274)
• Keywords: ダイヤモンド / 塩素化 / 表面修飾 / 有機合成 / 水素化 / 官能基 / 気相法 / 熱分解

Research Abstract

直径0.5μm以下のダイヤモンド粉末を、水素雰囲気下900℃で熱処理して表面を水素化した。次に、この水素化ダイヤモンドと2,2-アゾビスイソブチロニトリルに塩化スルフリルのクロロホルム溶液を加えて塩素化した。塩素化ダイヤモンドはn-ブチルリチウムを加えてブチル化を試みた。また、その他の求核試薬としてアジ化ナトリウム、ナトリウムメトキシドあるいはナトリウムエトキシドを用いて反応を行った。本研究ではブチル化によるブチル基の導入率が8.1%であった。アジド基、メトキシ基、エトキシ基の生成についてはIRおよびESCAで検討したが、確実ではなかった。次に、塩素化ダイヤモンドとアミンとの反応について検討した。アミンとして、エチレンジアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、トリエチルアミン、2-フェネチルアミンを用いた。IRを測定した結果、CH変角振動に起因するピークを確認することができたが、NH伸縮振動とCN伸縮振動に由来するピークを同定するにはいたらなかった。そこで、ブチルアミンで処理したサンプルをキューリーパイロライザーを用いて急速熱分解し、生成する低級炭化水素量から表面導入率を推定した。導入率は数%であり、ブチル基を導入した場合よりも、低かった。これは塩素の導入量についても検討する必要があり、現在、気相法で直接塩素ガスとダイヤモンドを接触させて塩素化し、官能基を導入する予定である。

Research Products

• [Publications] T.Tsubota et al.: "Surface Morphology and Electrical Properties of Boron-Doped Diamond Films Synthesized by MPCVD Using Trimethylboron on Diamond (100) Substrate"Diamond and Related Materials. 9巻. 1362-1368 (2000)
• [Publications] T.Tsubota et al.: "Heteroepitaxial Growth of Diamond on an Irridium (100) Substrate Using Microwave Plasma-assisted Chemical Vapor"Diamond and Related Materials. 9巻. 1380-1387 (2000)
• [Publications] T.,Tsubota et al.: "Surface Modification of Hydrogen Diamond Powder by Radical Reactions in Chloroform Solutions"Diamond and Related Materials. 9巻. 219-223 (2000)