プラズマプロセスによる有機-金属多層系高分子薄膜の構造制御とヘテロ界面機能

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 01604514
• 研究機関: 茨城大学
• 研究代表者: 長田 義仁 茨城大学, 教養部, 教授 (60007804)
• キーワード: プラズマ重合 / 有機金属化合物 / チタニウムテトライソプロポキシド / パ-コレション / ガスセンサ

研究概要

有機金属化合物をプラズマエネルギ-によって高分子化すると同時に金属との自己組織化、高次構造化を行ない、それに基づく新規な機能材料の合成を目的としている。筆者らは、プラスマ重合によって、10^<-10>〜10^4Scm^<-1>と電導度が大きく変化する金属-有機多層系高分子薄膜を合成し、その電導度が金属-高分子層交互の界面構造に密接に関係づけられることを明らかにした。このような金属-有機パ-コレ-ション構造は界面相転移に基づく種々の電気的、化学的特異性を発現する。
昨年度プラズマ重合により、有機チタン化合物を用い高い電導性をもつn型半導体薄膜を合成し、その構造を解析した。又、特定の有機ガスを吸着してその伝導度を著しく変えることを見出した。本年度は、有機チタン薄膜の可燃性ガス吸着触媒機能に着目し、選択性と反応機構を解明してガスセンサ-としてのデバイス化を図った。
半導体である重合膜表面で酸素は膜中の電子を奪いO^<2->の状態で吸着している。チタニウムテトライソプロポキシドのプラズマ重合膜を用い、表面温度T=100℃において、酸素ガス濃度化に対する電流値の変化を測定すると、濃度に応じて定量的に応答することが明らかとなった。この膜は四塩化炭素などの不燃性ガスには応答せず、メタノ-ル、エタノ-ル、ブタノ-ル、アセトンなど可燃性ガスに応答を示す。また、可燃性ガスの濃度の増加に伴い伝導度が直線的に増加しており、この重合膜はn型半導体センサとしての特性を持つ。また、ガス応答性は、温度にきわめて敏感であり、温度上昇に伴いその感度は増している。

研究成果

• [文献書誌] Y.Osada,Q.S.Yu,H.Yasunaga,and Y.Kagami: "A Study on the Plasna Polymerization of Some Cyano-Containing Compounds and Their Electrial Properties" J.Polym.Sci.:Part A:Polymer Chemistry. 27. 3799 (1989)
• [文献書誌] Y.Osada,T.Yamauchi,and Y.Kagami: "Preparation,Structure and Electric Properties of Plasma-Polymerized Titaniun-Containing Organic Thin Films" J.Appl.Phys. 66. (1990)
• [文献書誌] Y.Osada,Y.Kagami,K.Yamada,T.Yamauchi,and J.Gong.: "Preparation,Structure and Electric Properties of Plasma-Polymerized Metal-Containing Organic Thin Films" J.Appl.Polym.Sci.
• [文献書誌] H.Biederman,Y.Osada.: "Advances of Polymer Science“Plasma Chemistry on Polymers"" Springer GmbH(Heiderberg), 53 (1990)