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2018 Fiscal Year Annual Research Report

Laser induced local functional control of hybrid thin films

Research Project

Project/Area Number 16K05903
Research InstitutionKyoto Institute of Technology

Principal Investigator

松川 公洋  京都工芸繊維大学, 新素材イノベーションラボ, 特任教授 (90416321)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 中 建介  京都工芸繊維大学, 分子化学系, 教授 (70227718)
渡瀬 星児  地方独立行政法人大阪市立工業研究所, 電子材料研究部, 研究主任 (60416336)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Keywords有機無機ハイブリッド / 金ナノ粒子 / レーザー描画 / シルセスキオキサン
Outline of Annual Research Achievements

ポリシルセスキオキサン(PSQ)は、ケイ素原子上に有機官能基を有する架橋シロキサン骨格の有機無機ハイブリッド材料であり、官能基により様々な特性が期待されている。本研究では、PSQ中に金ナノ粒子を形成・固定したナノ粒子分散PSQ薄膜の作製を検討した。さらに、これらの薄膜に、ブルーバイオレッドレーザー(405 nm)を直接描画して、ミクロンメートルサイズのパターン形成についても行なった。
金ナノ粒子の形成には、金(III)イオンの還元性とナノ粒子の保護機能を必要であり、Si-H基による還元とアミド及びスルフィドによる保護基を有するPSQの合成を行なった。金イオンに対してそれぞれの組成比を種々再検討し、最大のプラズモン吸収を得るための最適値を求めた。その結果、Si-H:保護基:Auイオン = 3:1.5:5 (モル比)が効果的な組成比であることを見出した。また、加熱条件を2段階にすることが、金ナノ粒子形成に有効であることを確認した。室温から50℃においては、Si-Hによる化学的な還元が起こり、続いて150℃での加熱で、熱還元が進行し、良好な金ナノ粒子が生成する。同時に、シルセスキオキサンの縮合反応によるネットワーク構造が形成される。
ガラス基板上に作製した金ナノ粒子分散PSQ薄膜に、ブルーバイオレッドレーザー(405 nm)を直接描画したところ、ミクロンサイズのライン&スペースのパターンの形成も可能であった。金ナノ粒子の含有量に依存したプラズモン吸収強度の変化によって、レーザー光でのアブレーション深さが変化することを確認した。

  • Research Products

    (28 results)

All 2019 2018 2016

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 2 results) Presentation (17 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 9 results) Book (2 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results) (of which Overseas: 1 results)

  • [Journal Article] Preparation of a soluble polysilsesquioxane containing a macrocyclic structure and capture of palladium ions2019

    • Author(s)
      Daisuke Maeda, Kimihiro Matsukawa, Yasunari Kusaka, Yoshiro Kaneko
    • Journal Title

      Polymer Journal

      Volume: 51 Pages: 439~447

    • DOI

      10.1038/s41428-018-0151-6

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Suzuki-Miyaura Coupling Using Monolithic Pd Reactors and Scaling-Up by Series Connection of the Reactors2019

    • Author(s)
      Nagaki Aiichiro、Hirose Katsuyuki、Moriwaki Yuya、Takumi Masahiro、Takahashi Yusuke、Mitamura Koji、Matsukawa Kimihiro、Ishizuka Norio、Yoshida Jun-ichi
    • Journal Title

      Catalysts

      Volume: 9 Pages: 300~300

    • DOI

      10.3390/catal9030300

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] ナノ粒子ハイブリッド薄膜の光学特性2019

    • Author(s)
      松川 公洋
    • Journal Title

      日本画像学会誌

      Volume: 58 Pages: 131~137

    • DOI

      10.11370/isj.58.131

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 界面制御による有機無機ハイブリッドの創製と機能材料への展開2019

    • Author(s)
      松川公洋
    • Journal Title

      日本接着学会誌

      Volume: 55 Pages: 81~87

  • [Journal Article] Determination of Interface-State Distributions in Polymer-Based Metal-Insulator-Semiconductor Capacitors by Impedance Spectroscopy2018

    • Author(s)
      Hatta Hideyuki、Miyagawa Yuhi、Nagase Takashi、Kobayashi Takashi、Hamada Takashi、Murakami Shuichi、Matsukawa Kimihiro、Naito Hiroyoshi
    • Journal Title

      Applied Sciences

      Volume: 8 Pages: 1493~1493

    • DOI

      10.3390/app8091493

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Heat resistant and transparent organic-inorganic hybrid materials composed of N-allylmaleimide copolymer and random-type SH-modified silsesquioxane2018

    • Author(s)
      Oban Ryohei、Matsukawa Kimihiro、Matsumoto Akikazu
    • Journal Title

      Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry

      Volume: 56 Pages: 2294~2302

    • DOI

      10.1002/pola.29202

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 有機無機ハイブリッドコーティングの機能と応用 (特集 コーティング(Part 1))2018

    • Author(s)
      松川公洋
    • Journal Title

      接着の技術

      Volume: 37 Pages: 1~7

  • [Presentation] N-アリルマレイミド共重合体とチオール変性シルセ スキオキサンの反応による高透明ハイブリッド材料の合成2018

    • Author(s)
      松本章一・大幡涼平・松川公洋
    • Organizer
      第67回高分子学会年次大会
  • [Presentation] 酸無水物で表面修飾したジルコニアナノ粒子分散体の調製 とハイブリッド薄膜への応用2018

    • Author(s)
      佐々木敦・榎本博行・ 吉山和秀・井本裕顕・中建介・松川公洋
    • Organizer
      第67回高分子学会年次大会
  • [Presentation] 液-液二相系を利用したリン系修飾剤による表面修飾酸化ジルコニウムナノ粒子を用いたナノ粒子/ポリマーハイ ブリッドの作製2018

    • Author(s)
      中村梨沙・ゲガン レジス・松川公洋・中島靖・菅原義之
    • Organizer
      第67回高分子討論会
  • [Presentation] 表面開始ATRP法を用いた層状六ニオブ酸ナノシー ト表面でのポリマーブラシの作製2018

    • Author(s)
      石原真由・井戸田直和・ゲガン レジス・松川公洋・辻井敬亘・菅原義之
    • Organizer
      第67回高分子討論会
  • [Presentation] ノルボルネン誘導体で表面処理されたジルコニアナ ノ粒子分散体の調製とフレキシブルな高屈折率ハイブリッド薄 膜への応用2018

    • Author(s)
      松川公洋・佐々木 敦・榎本博行・吉山和秀・井本裕顕・中 建介
    • Organizer
      第67回高分子討論会
  • [Presentation] ポリシルセスキオキサン膜中に構築した増感発光系 に及ぼす発光体濃度の影響2018

    • Author(s)
      中村優志・小野凌平・ 御田村紘志・榎本博行・松川公洋・渡瀬星児
    • Organizer
      第67回高分子討論会
  • [Presentation] Preparation of high refractive index hybrid thin films by dispersing zirconia nanoparticles2018

    • Author(s)
      Kimihiro Matsukawa, Atsushi Sasaki, Hiroyuki Enomoto, Hiroaki Imoto, Kensuke Naka
    • Organizer
      The 12th SPSJ International Polymer Conference (IPC2018)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Color tuning of luminescent materials by hybridization of polysilsesquioxane and metal complexes2018

    • Author(s)
      Ryohei Ono, Masashi Nakamura, Koji Mitamura, Hiroyuki Enomoto, Kimihiro Matsukawa, Seiji Watase
    • Organizer
      The 12th SPSJ International Polymer Conference (IPC2018)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Preparation of Polysilsesquioxane Thin Films dispersing Metal Nanoparticles and Their Applications2018

    • Author(s)
      Kimihiro Matsukawa
    • Organizer
      US-Japan Hybrid Workshop
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 光硬化による 有機無機ハイブリッドの創成と 高屈折率材料への応用2018

    • Author(s)
      松川公洋
    • Organizer
      フォトポリマー懇話会 第227回講演会
    • Invited
  • [Presentation] 表面・界面制御により創成される機能性ハイブリッドコーティング2018

    • Author(s)
      松川公洋
    • Organizer
      第5回フィルム物性研究会
    • Invited
  • [Presentation] 屈折率を制御した 有機無機ハイブリッド材料の創成2018

    • Author(s)
      松川公洋
    • Organizer
      18-2ポリマーフロンティア21
    • Invited
  • [Presentation] 有機無機ハイブリッドの設計と 機能発現2018

    • Author(s)
      松川公洋
    • Organizer
      第46回東北地区若手研究会夏季ゼミナール
    • Invited
  • [Presentation] 有機無機ハイブリッドの創成と光学材料への期待2018

    • Author(s)
      松川公洋
    • Organizer
      関西ワークショップ2018
    • Invited
  • [Presentation] 界面制御により創られる有機無機ハイブリッドの機能と応用2018

    • Author(s)
      松川公洋
    • Organizer
      18-1無機高分子研究会
    • Invited
  • [Presentation] Preparation of High Refractive Index Hybrid Thin Films Containing Zirconia Nanoparticles2018

    • Author(s)
      Kimihiro Matsukawa
    • Organizer
      4th KU-NDSU Joint Symposium
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 混ぜて創るハイブリッド光学材料2018

    • Author(s)
      松川公洋
    • Organizer
      CSJ 化学フェスタ
    • Invited
  • [Book] 光機能性有機・高分子材料における新たな息吹2019

    • Author(s)
      監修: 市村國宏
    • Total Pages
      333
    • Publisher
      シーエムシー出版
    • ISBN
      978-4-7813-1414-3
  • [Book] New Polymeric Materials Based on Element-Blocks2019

    • Author(s)
      Editors: Yoshiki Chujo
    • Total Pages
      444
    • Publisher
      Springer
    • ISBN
      978-981-13- 2889-3
  • [Patent(Industrial Property Rights)] エポキシ硬化用化合物及びエポキシ樹脂組成物2019

    • Inventor(s)
      中建介、松川公洋、川崎徳明、池下真二、竹綱啓尚
    • Industrial Property Rights Holder
      京都工芸繊維大学、堺化学工業
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2019-065899
  • [Patent(Industrial Property Rights)] Composition for resin surface roughening2016

    • Inventor(s)
      西岡、前田、石倉、松川、柏木、斉藤
    • Industrial Property Rights Holder
      大阪市立工業研究所, 住友精化
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      US20180371197A1
    • Overseas

URL: 

Published: 2019-12-27  

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