分子鎖の主鎖および側鎖を配向配列制御した高機能性高分子薄膜の創製

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09555293
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 奥居 徳昌 東京工業大学, 工学部, 教授 (20111651)
• 研究分担者: 高橋 善和 日本真空技術(株), 材料研究所, 部長
• キーワード: 真空蒸着 / 配向制御 / 薄膜 / ポリフッ化ビニル / ナイロン / 電気伝導度 / 圧電性 / 焦電性

研究概要

機能性高分子材料の優れた特徴を十分活かした薄膜を創製するために、有機分子を基板上に水平または垂直に配列するだけでなく(分子鎖軸方向の配列制御)、配列・配向(例えば、芳香環の向き、双極子の向きなど)制御した高分子薄膜を真空蒸着法により作成した。
交互蒸着重合法により分子鎖が整然と配列したナイロン66薄膜を作成した。この薄膜は、膜厚が分子鎖長に対応した高分子単結晶で構築されている。この様に配向した薄膜の電気電動度の温度、湿度依存性を調べた。膜厚方向と膜面内方向の電気伝導度は、膜面内方向のほうが、膜厚方向より1-2桁大きな電気伝導を示した。この電気電動度は、温度、湿度に大きく依存した。
さらに、ナイロンの交互蒸着重合過程において、櫛型電極を用いて分子鎖軸と垂直方向に電場印可して、分子鎖の双極子が一定方向に配列した3次元配向制御薄膜の作成に成功した。このような高分子薄膜は、圧電性を示した。
芳香族系ポリ尿素薄膜を蒸着重合により作成した。この尿素薄膜は、圧電、焦電性、非線型光学特性などが確認され、耐熱性のある機能性高分子薄膜への応用が考えられる。さらにこの蒸着重合尿素薄膜を利用した超薄膜コンデンサーが作成できる。この様に、蒸着重合法で作成した薄膜は、微細加工技術と組み合わせることにより多くの応用応用分野に展開できる。

研究成果

• [文献書誌] Herman: "Chain Length Effects on Crystal Formation in Vinylidene Fluoride Oligomers" Polymer J.30. 659-663 (1998)
• [文献書誌] Herman: "Effect of Molecular Weight and Chain End.Groups on Crystal Forms of Poly (vinylidene fluoride) Oligomers" Polymer. 38. 1677-1683 (1997)
• [文献書誌] Hui-Li Shao: "Layer-by-Layer Polycondensation of Nylon66 by Alternating Vapor Deposition Polymerization" Polymer. 38. 459-462 (1997)
• [文献書誌] M.Sato: "Photoresist characteristics of polyurea films prepared by vapor deposition polymerization" Thin Solid Films. 308-309. 90-93 (1997)
• [文献書誌] S.Ukishima: "Heat resistant polyimide films with low dielectric constant by vapor deposition polymerization" Thin Solid Films. 308-309. 475-479 (1997)
• [文献書誌] 飯島正行: "蒸着重合技術-分子オーダ構造制御の有機機能薄膜形成-" 応用物理. 66. 1084-1088 (1997)
• [文献書誌] 高橋善和: "蒸着重合薄膜の電気部品材料への応用" 高分子. 46. 124-127 (1997)