| Research Abstract |
有機単分子膜をシリコン基板上へ直接結合させるために,フッ化アンモニウムを用いて,水素終端化シリコン表面の作製を行った.フッ化アンモニウム処理後のシリコン基板表面のXPSスペクトルにはSiO_2(自然酸化膜)に起因するピークが観測されなかったことから,フッ化アンモニウム処理後の基板表面ではSiO_2が除去されていることが明らかとなった.また,走査型プローブ顕微鏡により,約0.3nmの2原子層高さに相当するステップからなるSi(111)面の表面形状像が観察された.これらの結果は,シリコン基板表面が水素終端化されたことを示唆するものである.この基板表面上に異なる分子鎖を有するアルキル系有機単分子膜の成膜を,液相法により行った。エリプソメータおよび水滴接触角計による結果から,有機単分子膜が形成されていることが確認された。このときの膜厚および接触角は,1.0〜2.2nm,107°〜110°となり,理論値と良い一致を示した.これらの2次元的な分子配列を調べるために,微小角散乱X線をおこなった.その結果、分子鎖長の違いによる構造変化は認められず,その結晶構造は,アモルファス状態であった.これらのアルキル単分子膜を利用し,真空紫外光によるパターニングをおこない,分子鎖長の異なる有機単分子膜のマイクロパターンを作製した.その後,走査型プローブ顕微鏡により導電性の測定を行ったが,その導電性を測定することはできなかった.一方,フェニルアセチレンを原料とした単分子膜の形成をおこない,同様の計測を行った結果,アルキル系単分子膜に比べて,高い導電性を示す事が明らかになった.これは,アセチレン中に存在するπ共役電子の影響によるものであると考えられる。この妥当性を検証するために,π共役電子がより多く存在すると考えられるビフェニルアセチレンおよびターフェニルアセチレンの合成をおこなった.NMR及び質量分析の結果から,これらの分子が合成されていることが確認された。
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