分子操作による超構造の設計・評価

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07241104
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 松重 和美 京都大学, 工学研究科, 教授 (80091362)
• 研究分担者: 橋本 和仁 東京大学, 工学系研究科, 助教授 (00172859) ; 鷲津 正夫 京都大学, 工学研究科, 教授 (10201162) ; 金藤 敬一 九州工業大学, 情報工学部, 教授 (70124766)
• キーワード: 分子系超構造 / 走査型プローブ顕微鏡 / 分子操作 / 有機超薄膜 / 構造評価 / 有機強誘電性薄膜 / エネルギー分散型X線反射率測定装置 / 銅フタロシアニン

研究概要

本年度は、計画研究班の一つ(A02班)として、機能発現の最小単位の「素構造」を有する有機分子を、分子間相互作用を利用して自然界に存在しない分子系集合系(超構造)を構築するという本重点領域研究の目的を達成するため、近年進歩の目覚ましい走査型トンネル顕微鏡(STM)や原子間力顕微鏡(AFM)などの各種走査型プローブ顕微鏡(SPM)を用いた分子操作の試み、および新たな有機超薄膜の構造・機能評価技術の確立に関する研究を行った。まず、「SPMによる有機強誘電性薄膜のnmスケールの分子記憶」に取り組んだ。有機超薄膜における電気的双極子配向の誘起およびその検出をナノ領域で実現するために、新たに導電性探針を用いたSPM装置を構築した。Pt基板上にスピンコート法により作製したP(VDF/TrFE)(73/27)超薄膜(数十nm厚)試料を対象に、導電性(Auコート)探針を試料表面に接触させ、パルス状電圧を印可することにより、薄膜中の双極子配向を誘発し、局所的に分極領域を形成する事に成功し、有機強誘電性薄膜におけるnmスケールの分子加工・記憶が可能であることを初めて実証した。次に、「エネルギー分散型X線反射率測定装置の開発と有機超薄膜構造評価への応用」に取り組んだ。実際的には、薄膜の膜厚、密度、界面状態を評価するための"エネルギー分散型X線反射率測定装置を開発し、銅フタロシアニン真空蒸着超薄膜の膜構造評価に応用した。その結果、CuPc蒸着膜が2層構造であることが判明し、薄膜成長過程に2段階の素過程が存在することが明らかとなった。これらの結果、分子と基板との相互作用の変化が明らかに示された。今後、高品質の機能性有機超薄膜を開発する上で、こうした精密な膜構造の解析が必要不可欠であり、さらに構造と物性の相互関係を深く研究し、理解することが重要な課題となるとの結論を得た。

研究成果

• [文献書誌] Kenji Orita,Kazumi Matsushige etal.: "Direct observation of the crystallization in EL organic thin films by total reflection X-ray diffractometer" Thin Solid Films. 281-282,542-544 (1996)
• [文献書誌] Hironori Fugisawa,Kazumi Matsushige etal.: "Dependence of crystalline structure and lattice parameters on film thickness in PbTiO3/Pt/MgO epitaxial structure" Jpn.J.Appl.Phys.35(9B). 4913-4918 (1996)
• [文献書誌] Kazumi Matsushige,Ricard Cuury Ibrahim etal.: "Characterization of Niodium-doped Lead Titanate thin films" Jpn.J.Appl.Phys.35(9B). 4995-4998 (1996)
• [文献書誌] Kenji Ishida,Kazumi Matsushige etal.: "Structural properties of epitaxially grown perfluoro n-alkane thin films prepared by vapor deposition" Applied Surface Science. 100/101. 116-119 (1996)
• [文献書誌] Kazumi Matsushige,Kei Kobayashi etal.: "Nanoscopic analysis of the conduction mechanism in organic positive temperature coefficient composite materials" Thin Solid Films. 273. 128-131 (1996)
• [文献書誌] Kazumi Matsushige,Toshihisa Horiuchi etal.: "Energy dispersive glancing-incidence X-ray analyzer for thin films" New Technology Japan(JETORO). 24(7). 13 (1996)
• [文献書誌] Kouichi Hayashi,Kazumi Matsushige etal.: "Photoelectron spectra enhanced by X-ray total reflection and diffraction from periodic multilayer" Appl.Phys.Lett.68. 1921-1923 (1996)
• [文献書誌] Shin'ichi Kawato,Kazumi Matsushige etal.: "Anomalous changes in electric conductivity of Cu-phthalocyanine observed during evaporation process" Molecular Crystals and Liquid Crystals. 280. 247-256 (1996)
• [文献書誌] Takashi Nishida,Kazumi matsushige etal.: "In-plane observations of RF-sputtered LiNbO3 thin films using an energy dispersive total-reflection X-ray diffractometer" Jpn.J.Appl.Phys.35(12B). L1699-1702 (1996)
• [文献書誌] 折田賢児、松重和美 etal.: "エネルギー分散型X線反射率測定による有機EL薄膜のその場構造変化観測" 電子情報通信学会技報. OME96-27. 7-10 (1996)
• [文献書誌] 藤井泰宏、松重和美 etal.: "銅フタロシアニン薄膜の蒸着時電圧印加" 電子情報通信学会技報. OME96-27. 13-16 (1996)
• [文献書誌] 林好一、松重和美 etal.: "全反射X線分光法による真空蒸着有機超薄膜の形成機構の解明" 真空. 11号. 563-568 (1996)
• [文献書誌] Kenji Ishida,Kazumi Matsushige etal.: "Structural properties of epitaxially grown perfluoro n-alkane thin films prepared by vapor deposition" Appl.Surf.Sci.100/101. 116-119 (1996)