2013 Fiscal Year Research-status Report
有機単分子膜をナノ保護膜として活用した銀薄膜の環境耐性
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25630314
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
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| Research Institution | Kitami Institute of Technology |
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Principal Investigator |
川村 みどり 北見工業大学, 工学部, 教授 (70261401)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
阿部 良夫 北見工業大学, 工学部, 教授 (20261399)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 銀薄膜 / 有機単分子膜 / 環境試験 / 表面形態 / 電気抵抗率 / 透過率 |
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| Research Abstract |
まず、真空蒸着法を用いて、ガラス基板上に堆積させた厚さ10nmの銀薄膜の表面に３－メルカプトプロピルトリメトキシシラン（MPTMS）の単分子膜を成膜して、環境試験を実施した。本助成金により購入した恒温恒湿器を用いて、関連特許で一般的によく用いられている４０℃、相対湿度９０％の条件を適用した。その結果、保護層のない銀単層膜に比べて、表面層を有する銀薄膜は、環境試験後の表面粗さの変化、光学スペクトル変化が小さく、一定の保護効果が確認された。ただし、240時間後は、同膜においても大きな変化が認められたので、保護効果の向上を狙うため、基板と銀薄膜の間に、界面層としてもMPTMSを導入し、表面層のみの試料との比較を行った。この場合、表面層と界面層でMPTMS分子の向きが異なる構造をとる。実験結果から、同膜において最も良好な結果が得られ、表界面に導入するのが最も効果的であるという知見が得られた。特に、表面粗さにおいては、平均面粗さが半減し、最大高低差が4分の1にまで低減し、突起状の生成物が非常に抑制されていた。表面層による保護効果に加えて、界面層による、基板との密着性向上、銀薄膜の平坦化が、環境耐性の改善に役立ったと考えられる。
次に、直鎖チオール分子として、1-ドデカンチオールを用いて表面層に用いた。この場合、界面層を導入していなくても、MPTMS分子を表面界面の両方に導入した構造と同程度の保護特性が得られることが判明した。理由としては分子形状の違いから、直鎖チオール分子のほうが、表面をより緻密に被覆する事ができたためであると考えられる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
保護膜に用いる分子の種類や、構造の変化（表面層のみ、表面層及び界面層等）に関する検討が、ほぼ計画通りに進んでいる。したがって、おおむね順調であると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成25年度に引き続き、銀薄膜の保護膜として用いる有機分子の種類の検討や、積層構造の検討を行い、最適な組み合わせを見出す予定である。前者については、アルカンチオールの直鎖の長さを中心に変化させる。後者については、表面層・界面層に用いた場合のそれぞれの結果から、保護膜としてのメカニズムを考察したいと考えている。
今年度は後半に銀合金膜についても比較のために、実験を行う予定である。環境試験の条件、特性の評価については、前年度と同様の項目を実施する予定である。
実験が順調に進んだ場合は、平成27年度に予定しているフレキシブル基板上に堆積した銀薄膜を用いた実験にも着手したいと考えている。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
購入を予定していた消耗品の在庫切れにより、入荷にかなりの時間が要することが判明したため、次年度に購入することにした。実験自体は購入済みの部品を使用することにより、滞りなく遂行できた。
早期に発注し、研究遂行上、支障がないように準備する予定である。
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