2005 Fiscal Year Annual Research Report
強誘電性高分子超薄膜における界面制御および超微細分極制御法の確立
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16350129
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
古川 猛夫 東京理科大学, 理学部第一部化学科, 教授 (90087411)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高橋 芳行 東京理科大学, 理学部第一部化学科, 助手 (80266923)
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| Keywords | 強誘電性高分子 / 超薄膜 / 原子間力顕微鏡 / 表面 / 界面 / 構造制御 |
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| Research Abstract |
フッ化ビニリデン-トリフルオロエチレン共重合体の薄膜において見られる網目構造について、その実体および生成機構の解明を試みた。この網目構造はスピンコートした薄膜試料を一旦融点以上に昇温して融解させ、その後に冷却することによって生成する。そこで、一旦融解した後、所定の温度にて一定時間保持し、その後急冷することによって、等温結晶化をおこない、生成する表面構造の原子間力顕微鏡観察をおこなうことにより、結晶化の運動論的研究をおこなった。その結果、網目状の構造は、薄膜内で基板に沿って一次元的に成長した針状晶からできていることを見いだした。一方、針状晶の端部より成長を始め、基板面内を二次元的に成長する板状晶も生じることが見いだされた。これらの結晶の核生成・成長過程から、薄膜における融解再結晶化においては、基板に平行に吸着した高分子鎖が結晶の一次核となり、そこから結晶化を始めることがわかった。基板を一方の電極として試料の上部に他方の電極を配置しデバイスとして用いる場合、分極反転を起こさせるためには、基板に平行な分子鎖配向が必要である。そのような分子鎖配向を持つのは針状晶であるので、針状晶が選択的に生成するような成膜条件を見いだすことが、良好な特性を得るために必要であると言える。
上記の研究に加えて、本年度は微細分極制御法の開発を開始した。そのために、まず静電気力顕微法およびケルビンプローブ顕微法を本試料に適用して、上記針状晶および板状晶における分極状態の観察手法の開発をおこなった。また、薄膜試料における分極反転過程についての知見を得るために、パルス状の電場を反復して印加し、その際の分極の時間変化を測定するパルストレイン法を新規に考案し、本試料に適用した。この方法により、本試料の分極反転の初期過程において、低分子強誘電体とは異なる核生成過程が存在することが見いだされた。
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