フォトクロミック薄膜表面におけるメカニカル機能の解明

2008 年度 実績報告書

• 研究領域: フォトクロミズムの攻究とメカニカル機能の創出
• 研究課題/領域番号: 19050007
• 研究機関: 大阪教育大学
• 研究代表者: 辻岡 強 大阪教育大学, 教育学部, 教授 (30346225)
• キーワード: フォトクロミズム / 金属蒸着 / 表面物性 / アモルファス / 有機材料

研究概要

消色状態においてガラス転移点Tgが低いアモルファスジアリールエテン膜の表面で生じるMg蒸着選択性は、消色状態表面において真空蒸着によって到達したMg原子が、一旦表面に付着し再離脱することで、膜表面にMg膜が形成されないことが原因である。しかしながら消色状態であっても、蒸着速度を上げていくとMg膜が形成されるようになる。この事はMg膜形成が、Mg原子とジアリールエテン分子自体の相互作用の大小が直接的な原因で起きるのではなく、表面におけるMg原子の密度が高くなり原子同士の衝突によって生じるMgクラスターがMg膜形成の核となることを示している。即ち、有機膜表面への金属蒸着・離脱特性は、金属原子の蒸着速度に強く依存することが、明らかとなった。種々の金属種について蒸着速度を0.05nm/sから10nm/sまで変化させて金属蒸着特性の有無を調べたところ、Znでは10nm/s付近において、またMnでは0.05nm/s付近において、それぞれ異性化状態に応じた金属膜形成が変化する蒸着選択性が発現することが判明した。さらに、典型的な光反応性有機膜として、市販のフォトポリマー膜に対する蒸着選択性の有無についても調べた。用いたフォトポリマーは、未硬化状態では氷点下のTgを有し、UV照射による硬化後はそれが140℃以上にまで上昇する。実験の結果、フォトポリマーにおいてもMg蒸着選択性、及びUVレーザー走査とマスクレス蒸着による数十ミクロンレベルの微細メタルパターンに成功した。一方で、フォトポリマー膜では低分子であるジアリールエテン膜とは異なり、膜厚が数百ナノメーターレベル以下の薄い膜となると、蒸着選択性が発現しにくくなる現象が新たに発見されたが、この原因解明については今後の課題である。

研究成果

• [雑誌論文] Selective metal deposition for a structure with a thin intermediate layer on a photochromic diarylethene film (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Masui, R. Takagi, Y. Sesumi, S. Nakamura, and T. Tsujioka
  • 雑誌名: Journal of Material Chemistry (Published Online)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Metal atom behavior on photochromic diarylethene surfaces-deposition rate dependence of selective Mg deposition (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Tsujioka, Y. Sesumi, S. Yokojima, S. Nakamura, K. Uchida
  • 雑誌名: New Journal of Chemistry (Published Online)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Light-controlled selective metal deposition on photopolymer films (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Tsujioka, A. Matsui
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 94 ページ: 013302-1-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Metal patterning using maskless vacuum evaporation process based on selective deposition of photochromic diarylethene (2008)
  • 著者名/発表者名: R. Takagi, K. Masui, S. Nakamura T. Tsujioka
  • 雑誌名: Applied Physics Letter 94 ページ: 213304-1-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Selective Metal Deposition on Photo-switchable Molecular Surfaces (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Tsujioka, Y. Sesumi, R. Takagi, K. Masui, S. Yokojima, K. Uchida, S. Nakamura
  • 雑誌名: Journal of American Chemical Society 130 ページ: 10740-10747
  • 査読あり
• [雑誌論文] Theoretical investigation on photochromic diarylethene : A short review (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Nakamura, S. Yokojima, K. Uchida, T. Tsujioka, A. Goldberg, A. Murakami, K. Shinoda, M. Mikami, T. Kobayashi, S. Kobatake, K. Matsuda, M. Irie
  • 雑誌名: Journal of Photochemstry and Photobiology A 200 ページ: 10-18
  • 査読あり
• [学会発表] Light-controllable selective metal deposition on photochromic surfaces (2009)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Sesumi, Tsuyoshi Tsujioka
  • 学会等名: Fifth International Conference on Molecular Electronics and Bioelectronics
  • 発表場所: 宮崎
  • 年月日: 2009-03-17
• [学会発表] Selective metal deposition on photopolymer films (2009)
  • 著者名/発表者名: Ai Matsui, Tsuyoshi Tsujioka
  • 学会等名: Fifth International Conference on Molecular Electronics and Bioelectronics
  • 発表場所: 宮崎
  • 年月日: 2009-03-17
• [学会発表] Selective Metal Deposition on Photochromic Diarylethene Surfaces (2008)
  • 著者名/発表者名: Tsuyoshi Tsujioka, Yusuke Sesumi, Kingo Uchida, Satoshi Yokojima, Shinichiro Nakamura
  • 学会等名: JSPS-CNRS Seminar, New Horizons of Photochromism
  • 発表場所: France, Arras
  • 年月日: 2008-10-15
• [学会発表] Fine Metal Patterning with a Mask-less Deposition Method for Organic Electronics (2008)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Sesumi, Rie Takagi, Kyoko Masui, Satoshi Yoko jima, Kingo Uchida, Shinichiro Nakamura, Tsuyoshi Tsujioka
  • 学会等名: 2008 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM 2008)
  • 発表場所: 筑波
  • 年月日: 2008-09-25
• [学会発表] ジアリールエテン表面における蒸着Mg原子のマイグレーション (2008)
  • 著者名/発表者名: 岩井勇輔、瀬角祐介、内田欣吾、横島智、中村振一郎、辻岡強
  • 学会等名: 光化学討論会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2008-09-13
• [学会発表] 光励起ジアリールエテン分子からのキャリア分離の高効率化 (2008)
  • 著者名/発表者名: 山本宗幸、庄司健太郎、谷敬太、辻岡強
  • 学会等名: 光化学討論会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2008-09-13
• [学会発表] Mg蒸着選択性を示すジアリールエテン膜からのMg原子の再離脱 (2008)
  • 著者名/発表者名: 瀬角祐介、横島智、中村振一郎、内田欣吾、辻岡強
  • 学会等名: 光化学討論会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2008-09-13
• [学会発表] フォトポリマー膜におけるMg蒸着選択性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 松井愛、瀬角祐介、辻岡強
  • 学会等名: 光化学討論会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2008-09-13
• [学会発表] 金属蒸気原子のアモルファス・ジアリールエテン上への蒸着特性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 辻岡強、瀬角祐介、岩井勇輔、松井愛、内田欣吾、横島智、中村振一郎
  • 学会等名: 光化学討論会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2008-09-11
• [学会発表] ジアリールエテンの示すメタル蒸着選択性の他金属種に対する可能性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 瀬角祐介、横島智、中村振一郎、内田欣吾、辻岡強
  • 学会等名: 応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 愛知
  • 年月日: 2008-09-05
• [学会発表] フォトポリマー膜におけるMg蒸着選択性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 松井愛、瀬角祐介、辻岡強
  • 学会等名: 応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 愛知
  • 年月日: 2008-09-05
• [学会発表] Photochromic Memory with Electronic Functions II (2008)
  • 著者名/発表者名: Tsuyoshi Tsujioka
  • 学会等名: International Symposiumon Optical Memroy and Optical Data Storage
  • 発表場所: USA, Hawaii
  • 年月日: 2008-07-14
• [学会発表] フォトクロミック・ジアリールエテンの新機能-有機半導体メモリと金属蒸着選択性- (2008)
  • 著者名/発表者名: 辻岡強
  • 学会等名: 高分子学会光反応・電子用材料研究会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2008-05-13
• [図書] 次世代光メモリとシステム技術第6章フォトクロミック分子の電子機能と関連メモリ技術 (2009)
  • 著者名/発表者名: 辻岡強(分担執筆)
  • 総ページ数: 249-262
  • 出版者: (株)シーエムシー出版
• [備考] 大阪教育大学リポジトリ
  • URL: http://ir.lib.osaka-kyoiku.ac.jp:8080/dspace/handle/123456789/2549
• [備考] 大阪教育大学リポジトリ
  • URL: http://ir.lib.osaka-kyoiku.ac.jp:8080/dspace/handle/123456789/2178
• [備考] 大阪教育大学リポジトリ
  • URL: http://ir.lib.osaka-kyoiku.ac.jp:8080/dspace/handle/123456789/2179
• [備考] 大阪教育大学リポジトリ
  • URL: http://ir.lib.osaka-kyoiku.ac.jp:8080/dspace/handle/123456789/2180