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自己組織化膜とプラズマの反応解析・制御による自己組織化膜への機能付与

公募研究

研究領域コンピューティクスによる物質デザイン:複合相関と非平衡ダイナミクス
研究課題/領域番号 25104720
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関長崎大学

研究代表者

篠原 正典  長崎大学, 工学研究科, 助教 (80346931)

研究期間 (年度) 2013-06-28 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2014年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2013年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
キーワード自己組織化単分子膜自己組織化単分子膜 / プラズマ / 赤外吸収分光 / 反応解析 / 官能基 / 水素化 / 酸化 / 自己組織化膜 / シリコン
研究実績の概要

単分子の集合体である自己組織化単分子膜は,半導体・金属などの基板上に生体分子・有機分子を固定させる際の界面層として用いられる。界面層の制御により分子の吸着を制御できるため,自己組織化単分子膜の表面処理が重要となっていくと考えられる。有力な処理法としてプラズマ処理が挙げられる。プラズマと自己組織化単分子膜との反応については十分に分かっていない。さらに,分子の安定な化学結合状態,様々な分子構造が存在すること,様々な官能基を担持させることができることを考えると,複雑な分子を単純化したモデルとしてみなせる。近年プラズマの医療応用が注目を集めているが,生体分子が複雑なため反応の詳細が分かっていない。生体分子の特徴を有する自己組織化単分子膜を使えばその詳細が明らかにできると考えられる。
そこで,本研究では,自己組織化単分子膜とプラズマの反応について,多重内部反射赤外吸収分光法によるその場・実時間計測を用いて,調べた。
まず,オクタデシルトリクロロシランから製膜した,直鎖状の構造を持つ単分子膜を用い,反応を調べた。水素プラズマを曝露した場合には膜の水素化の進行し,酸素プラズマの曝露の場合には酸化が進行して膜が,エッチングされていく。水素・酸素の混合ガスのプラズマを曝露した場合,水素化・酸化の反応が両方見られた。また,混合プラズマの場合が膜のエッチングが増大したと考えられた。さらに,アミン基,チオール基を担持した単分子を用い,反応を調べた。上で見られた反応は単分子が担持する官能基にかかわらず,進行する反応であることも分かった。
以上のように,自己組織化単分子膜とプラズマの詳細な反応の解析に成功した。自己組織化単分子膜ばかりでなく生体分子のプラズマ処理にも重要な知見を与える成果である。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 10件、 謝辞記載あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (14件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Infrared spectroscopic study on reactions of octadecyltrichlorosilane self-assembled monolayer with Plasmas2015

    • 著者名/発表者名
      Masanori Shinohara, Naoki Maruno, Yuta Yoshida, Yujiro Taniguchi, Kazuki Ito, Yamato Nakano, Yoshinobu Matsuda, Hiroshi Fujiyama
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 54 号: 1S ページ: 01AB04-01AB04

    • DOI

      10.7567/jjap.54.01ab04

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Infrared Absorption Spectroscopic Study on Reaction between Self-Assembled Monolayers and Atmospheric-Pressure Plasma2015

    • 著者名/発表者名
      Masanori Shinohara, Katsuhiro Amano, Naoki Maruno, Yuta Yoshida, Yoshinobu Matsuda and Hiroshi Fujiyama
    • 雑誌名

      Journal of Spectroscopy

      巻: 2015 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1155/2015/417024

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Adsorption of hydrocarbon components generated in deuterated benzene plasma studied by in situ real-time infrared absorption spectroscopy2014

    • 著者名/発表者名
      Masanori Shinohara, Yujiro Taniguchi, Yuya Takaki, Yoshinobu Matsuda, Hiroshi Fujiyama
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 53 号: 9 ページ: 096202-096202

    • DOI

      10.7567/jjap.53.096202

    • NAID

      210000144458

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] シリコン表面のSi-Hの結合の赤外分光解析2014

    • 著者名/発表者名
      篠原正典,木村康男,庭野道夫,松田良信,藤山 寛
    • 雑誌名

      プラズマ・核融合学会誌

      巻: 91 ページ: 329-335

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Reactions of Plasma with Self-Assemble Monolayer for plasma-bio application2014

    • 著者名/発表者名
      Naoki Maruno, Yuta Yoshida, Yujiro Taniguchi, Shohei Yagi, Masanori Shinohara, Yoshinobu Matsuda, Hiroshi Fujiyama
    • 雑誌名

      Proceedings of 8th International conference on reactive plasmas

      巻: 1

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Infrared spectroscopy of hydrogenation of Si surface exposed to hydrogen plasm2014

    • 著者名/発表者名
      Masanori Shinohara1, Naoki Maruno, Shohei Yagi, Yujiro Taniguchi, Takayoshi Tsumura, Yoshinobu Matsuda, Hiroshi Fujiyama
    • 雑誌名

      Proceedings of 8th International conference on reactive plasma

      巻: 1

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reactions of Surface Hydrogen on Amorphous Carbon Films with Hydrogen Plasma2014

    • 著者名/発表者名
      Masanori Shinohara, Taka-aki Kawakami, Ko-jiro Hara, Shohei Yagi, Yoshinobu Matsuda, Hiroshi Fujiyama
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 53 号: 1 ページ: 10204-10204

    • DOI

      10.7567/jjap.53.010204

    • NAID

      210000143216

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of an in-situ infrared spectroscopic measurement of plasma-induced reactions in ethanol2014

    • 著者名/発表者名
      M. Shinohara, A. Fuakae, K. Amano, Y. Yoshida, Y. Matsuda, H. Fujiyama
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: Vol. 52, No.11 号: 11S ページ: 11NC06-11NC06

    • DOI

      10.7567/jjap.52.11nc06

    • NAID

      210000143109

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] プラズマ工学の最新動向2014

    • 著者名/発表者名
      篠原 正典, 金 載浩
    • 雑誌名

      電気学会論文誌. A

      巻: 134 号: 1 ページ: 41-46

    • DOI

      10.1541/ieejfms.134.41

    • NAID

      130003382669

    • ISSN
      0385-4205, 1347-5533
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Infrared spectroscopic study on deposition process of the amorphous carbon film with benzene molecule as a source in plasma enhanced chemical vapor deposition2014

    • 著者名/発表者名
      Masanori Shinohara, Yujiro Taniguchi, Yuya Takaki, Shohei Yagi, Yoshinobu Matsuda, Hiroshi Fujiyama
    • 雑誌名

      JPS Conference. Proceedings

      巻: 1 ページ: 15081-15081

    • DOI

      10.7566/jpscp.1.015081

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evolution of Hydride Components Generated by Hydrogen Plasma Irradiation of a Si(110) Surface Investigated With In Situ Infrared Absorption Spectroscopy in Multiple Internal Reflection Geometry2013

    • 著者名/発表者名
      M. Shinohara, Y. Takami, S. Takabayashi, A. Oda, Y. Matsuda, H. Fujiyama
    • 雑誌名

      IEEE Trans. Plasma Sci.

      巻: 41 号: 8 ページ: 1878-1883

    • DOI

      10.1109/tps.2013.2263850

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] チオール基を有する自己組織化単分子膜とプラズマの反応の赤外分光解析2014

    • 著者名/発表者名
      中野大和, 丸野尚紀, 谷口雄二郎, 吉田裕太, 伊東和樹, 篠原正典, 松田良信, 藤山寛 6Fp-2 (p.137)
    • 学会等名
      応用物理学会九州支部学術講演会
    • 発表場所
      大分大学 (大分市)
    • 年月日
      2014-12-06 – 2014-12-07
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] アミノ基を有する自己組織化単分子膜とプラズマの反応の赤外分光2014

    • 著者名/発表者名
      丸野尚紀, 谷口雄二郎, 吉田裕太, 中野大和, 伊東和樹, 篠原正典, 松田良信, 藤山寛
    • 学会等名
      応用物理学会九州支部学術講演会
    • 発表場所
      大分大学 (大分市)
    • 年月日
      2014-12-06 – 2014-12-07
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 自己組織化単分子膜のプラズマによる反応の赤外分光解析2014

    • 著者名/発表者名
      篠原 正典, 吉田裕太,丸野尚紀,谷口雄二郎,伊東和樹,中野大和,松田良信,藤山 寛
    • 学会等名
      第8回物性科学領域横断研究会
    • 発表場所
      大阪大学 (豊中市)
    • 年月日
      2014-11-21 – 2014-11-22
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 自己組織化単分子膜とプラズマの相互作用の赤外分光解析2014

    • 著者名/発表者名
      篠原正典,吉田裕太,丸野尚紀,中野大和,谷口雄二郎,伊東和樹,松田良信,藤山 寛
    • 学会等名
      電気学会プラズマ研究会
    • 発表場所
      大分市コンパルホール (大分市)
    • 年月日
      2014-10-24 – 2014-10-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 生体モデル物質としての自己組織化膜と液中プラズマの反応の赤外分光解析2014

    • 著者名/発表者名
      篠原 正典,丸野 尚紀,吉田 裕太,伊東 和樹,中野 大和,谷口 雄二郎,松田 良信,藤山 寛
    • 学会等名
      応用物理学会秋季講演会
    • 発表場所
      北海道大学 (札幌市)
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 液中プラズマと生体モデル分子の反応の赤外分光計測2014

    • 著者名/発表者名
      吉田裕太,中野大和,谷口雄二郎,丸野尚紀,伊東和樹,篠原正典,松田良信,藤山 寛
    • 学会等名
      電気学会プラズマ研究会
    • 発表場所
      大阪府立大学 (羽曳野市)
    • 年月日
      2014-09-08 – 2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 液中プラズマが誘起する自己組織化膜の構造変化の赤外分光解析2014

    • 著者名/発表者名
      吉田 裕太 丸野 尚紀 篠原 正典 松田 良信 藤山 寛
    • 学会等名
      九州薄膜・表面研究会
    • 発表場所
      福岡教育大学 (宗像市)
    • 年月日
      2014-06-07
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 自己組織化膜とプラズマの反応過程の赤外分光解析2014

    • 著者名/発表者名
      丸野尚紀,吉田裕太,谷口雄二郎,伊東和樹,中野大和,篠原正典,松田良信,藤山 寛
    • 学会等名
      九州薄膜・表面研究会
    • 発表場所
      福岡教育大学 (宗像市)
    • 年月日
      2014-06-07
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] プラズマ曝露による自己組織化膜の化学結合状態の変化2014

    • 著者名/発表者名
      篠原正典,丸野尚紀,吉田裕太,谷口雄二郎,松田良信,藤山寛
    • 学会等名
      電気学会プラズマ研究会
    • 発表場所
      足利工業大学 (足利市)
    • 年月日
      2014-05-09 – 2014-05-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Infrared spectroscopy of reactions induced by plasma2013

    • 著者名/発表者名
      Masanori Shinohara, Shohei Yagi, Yujiro Taniguchi, Naoki Maruno, Yuta Yoshida, Yoshinobu Matsuda, Hiroshi Fujiyama
    • 学会等名
      原子分子データのフォーラム
    • 発表場所
      核融合科学研究所 (岐阜県土岐市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Infared spectroscopic study on changes of chemical states of SAM films due to plasma exposure2013

    • 著者名/発表者名
      Naoki Maruno, Yuta Yoshida, Masanori Shinohara, Yoshinobu, Matsuda and Hiroshi Fujiyama
    • 学会等名
      2013 JSAP-MRSジョイントシンポジウム
    • 発表場所
      同志社大学 (京都府京都市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Reaction of plasmas with a self-assembly monolayer film, investigated with infrared spectroscopy2013

    • 著者名/発表者名
      Yuta Yoshida, Noaki Maruno, Yujiro Taniguchi, Masanori Shinohara, Yoshinobu Matsuda and Hiroshi Fujiyama
    • 学会等名
      The 9th Asian-European International Conference on Plasma Surface Engineering
    • 発表場所
      ラマダホテル済州 (韓国 済州市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Hydrogenation process of Si substrate due to hydrogen plasma exposure, investigated with infrared spectroscopy2013

    • 著者名/発表者名
      Naoki Maruno, Yujiro Taniguchi, Takayoshi Tsumura, Masanori Shinohara, Yoshinobu Matsuda and Hiroshi Fujiyama
    • 学会等名
      The 9th Asian-European International Conference on Plasma Surface Engineering
    • 発表場所
      ラマダホテル済州 (韓国 済州市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 自己組織化単分子膜とプラズマの反応の赤外分光解析2013

    • 著者名/発表者名
      丸野尚紀,谷口雄二郎,吉田裕太,八木翔平,篠原正典, 松田良信, 藤山 寛
    • 学会等名
      応用物理学会九州支部学術講演会
    • 発表場所
      長崎大学 (長崎県長崎市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-07-10   更新日: 2019-07-29  

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