光非線形性薄膜の作成とその物理.化学的評価および電気物性に関する研究

1994 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 05402041
• 研究機関: 愛知工業大学
• 研究代表者: 家田 正之 愛知工業大学, 工学部, 教授 (50022984)
• 研究分担者: 前田 昭徳 愛知工業大学, 工学部, 講師 (40078910) ; 落合 鎮康 愛知工業大学, 工学部, 教授 (10078909) ; 内田 悦行 愛知工業大学, 工学部, 教授 (20023187) ; 小嶋 憲三 愛知工業大学, 工学部, 教授 (30064942) ; 大橋 朝夫 朝夫工業大学, 工学部, 教授 (20023244)
• キーワード: 光非線形薄膜 / 光非線形薄膜 / 基板界面 / 分子線エピタキシ- / バナジルフタロシアニン / 雲母 / 二次光非線形薄膜 / X線回折装置 / X線光電子分光装置(ESCA)

研究概要

分子線エピタキシ-(MBE)法による光非線形性薄膜の作製手法の確立を達成し,薄膜の配向,配列制御技術の知見を得た。さらに,薄膜の電気特性から,薄膜の形態解析へ電気特性が適用できることを示した。
(1)プレスVOPc板に比し基板温度(Ts):室温,蒸着時間(Tt):60分で作製されたVOPc薄膜の01ピークが高束縛エンエルギー側へシフトするのは,基板が室温であることから,基板表面上に残存する吸着酸素の影響が考えられる。Ts:室温,Tt: 60分と基板予備加熱温度(Tp):200℃,Tt:190分の各条件で作製された薄膜を比較すると,Tp:200℃で作製された薄膜の束縛エネルギーが低下する。これは基板を200℃で予備加熱することにより,雲母基板表面上に残存する吸着酸素が減少したことが考えられる。さらに,束縛エネルギー低下の要因として,雲母基板表面に存在する水素との相互作用の影響が大きいことが考えられる。
(2)X線回折装置により,プレスVOPc板,MBE法(Ts:200℃,Ts:200℃,Tt:190分)で作製されたVOPc薄膜の配向を検討した。プレスVOPc板のX線回折結果から,回折角の変化に対し多数のピークが存在し,ランダム配向していることが示された。MBE法で雲母基板上に作製されたVOPc薄膜には,雲母基板に存在しない二個の顕著なピークが出現する。二個のピークから,分子の面間隔が3A,3.8Aであることが解析された。バナジルフタロシアニン分子は三角形の形をもつ平面分子である。三角形の底面の平面分子長が14A,頂点から底面までの分子長が3.2Aである。測定された面間隔から,分子が基板に対して平行に配向していることが示唆された。この結果はESCAで検討されたVOPc薄膜/雲母界面の相互作用を支持する。しかしながら,基板に対し2種類の平行配向が存在することは今後の課題である。
(3)光学非線形薄膜の配向および配列と電気特性の関係を検討し,光学非線形特性の評価を電気特性から評価が可能であることを指摘した。

研究成果

• [文献書誌] M.Ieda et al: "High-field Conduction and Breakdown in Insulating Polymers:Present Situation and Future Prospects" IEEE Trans.on Dielectr.and Insul.1. 934-945 (1994)
• [文献書誌] A.Ohashi et al: "High Field Conduction and Breakdown of Ultra Thin Evaporated Polypropylene Films" 8th International Symposium on Electrets. 283-288 (1994)
• [文献書誌] K.Kojima et al: "Molecular Morphology and Electrical Conduction of Evaporated Vanadyl Phthalocyanine Thin Films" The 1994 Intern.Confer.on Solid State Devices and Materials. 571-573 (1994)
• [文献書誌] 内田,他: "エキシマレーザにより生成した高圧力アルゴンプラズマの成長機構" 電気学会誌基礎・材料・共通部門誌. 22. 303-308 (1994)
• [文献書誌] S.Ochiai et al: "Thickness Dependence of Conduction Currents in Ultra Thin Evaporated Polypropylene films" Conference on Electrical Insulation and Dielectric Phenomena. 681-686 (1994)
• [文献書誌] S.Ochiai et al: "Thermally-stimulated Current and Dielectric Loss Measurement of Polypropylene and Teflon-FEP Films Immersed in Diarylethane" IEEE Trans.on Dielectr.and Insul.1. 487-495 (1994)