2019 Fiscal Year Annual Research Report
高分子薄膜における垂直配向界面の創成と分子配置基盤技術
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17H03113
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
早川 晃鏡 東京工業大学, 物質理工学院, 教授 (60357803)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 高分子薄膜 / ブロック共重合体 / 垂直配向制御 / 界面 / 表面自由エネルギー / ナノドメイン / ミクロ相分離構造 / DSA(誘導自己組織化) |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，高分子ブロック共重合体の垂直配向界面を利用した高度な分子配置技術とサブナノ界面薄膜材料に展開するための研究基盤を確立することを目的に，ミクロ相分離薄膜におけるナノ構造の垂直配向制御について，一次構造，形態，基板界面，および配向性の相関などの未だ解明されていない基礎的な問題の解決に取り組んだ．
要求特性に応じた分子構造設計，ならびに精密合成されたブロック共重合体(PS-b-PHFMA，PMAPOSS-b-PTFEMA等)を用い，ナノドメインの配向状態に注目した薄膜表面および基板界面部分における詳細な構造解析を実施し，実験的観点からミクロ相分離構造の配向過程を考察し明らかにした．また，誘導自己組織化技術(DSA)によるドメインの正確な配置と高度な配列についても試み，本研究の総括として，最終目標でもあるサブナノ界面薄膜材料の開発に向けた要素技術の確立に道筋を立てることにも成功した．本年度の具体的な研究実績として，下記の内容を明らかにした．
1．前年度に引き続き，膜厚に対するナノドメインの垂直配向性について，走査型電子顕微鏡観察，ならびに斜入射小角X線散乱測定によりブロック共重合体薄膜の断面構造解析を実施し，ナノ構造の垂直配向過程を時系列で解析，また整理することで明らかにした．
2．熱処理過程におけるミクロ相分離構造の配列過程をその場観察から明らかにするために，高速原子間力顕微鏡による高分子薄膜表面のミクロ相分離ドメインの観察と解析を実施することに成功した.
3．DSA用のパターン化された基板にスピンキャスト膜を用い，熱処理を施しながら正確なドメインの配列と配置を試み，得られた膜のナノドメイン構造について，高速原子間力顕微鏡観察により詳細な構造解析を行うことに成功した．
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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