2018 Fiscal Year Annual Research Report
Laser induced local functional control of hybrid thin films
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16K05903
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| Research Institution | Kyoto Institute of Technology |
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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)
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| 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)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| 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 |
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| 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。
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