液相より作製した薄膜の表面組織制御に関する研究

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11450252
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 研究機関: 大阪府立大学
• 研究代表者: 南 努 大阪府立大学, 工学部, 教授 (80081313)
• 研究分担者: 松田 厚範 大阪府立大学, 工学部, 助手 (70295723) ; 忠永 清治 大阪府立大学, 工学部, 助手 (90244657) ; 辰巳砂 昌弘 大阪府立大学, 工学部, 教授 (50137238)
• キーワード: ゾル-ゲル法 / 超撥水性 / 超親水性 / 有機-無機複合体 / 強誘電性 / ルテニウム錯体 / 微細組織 / 沸騰水処理

研究概要

本研究は、ゾル-ゲル法による酸化物薄膜の作製において、液相法の特長を生かして薄膜表面の組織をナノメーターの領域で制御することによって、薄膜に機能性を付与した新しい材料を創製することを目的として行ったものである。本年度に得られた主な成果は以下の通りである。
(1)アモルファスのアルミナ薄膜を沸騰水処理することによって得られる微細な凹凸を持つ花弁状組織に、フルオロアルキルシランをコーティングすることによって得られた超撥水表面は、500℃以上の熱処理によって超親水化することがわかった。また、花弁状組織とフルオロアルキルシランの層間に花弁状組織の形状を失わない程度の膜厚のTiO_2系薄膜を形成したところ、紫外光照射により表面が超親水化することがわかった。
(2)種々の有機高分子を含有する均質・透明、平滑なシリカゲル膜をPET基板上に形成できた。その中で、ポリビニルアルコールを添加した系が水蒸気・酸素透過性の低減に最も効果的であることがわかった。
(3)酢酸イットリウム、酢酸マンガンを出発原料としてYMnO_3薄膜を形成する際、熱処理を真空中で行うことによって、非常に緻密で平滑な表面を持つYMnO_3薄膜が得られることがわかった。この薄膜の誘電特性の評価を行ったところ、液相から作製したYMnO_3薄膜としては、初めて強誘電性が室温で発現することを見出した。
(4)ベンズイミダゾール基を配位子として持つルテニウム錯体を含むシリカゲルを作製し、この錯体とゲルとの相互作用を検討したところ、酸性条件下で作製した場合に比ベ、塩基性条件で作製したゲルでは、ゲル化点においてルテニウム錯体の運動が大きく制限されることがわかった。

研究成果

• [文献書誌] K. Azuta: "Water and Oxygen Permeability of Silica Thin Films Containing Organic Polymers Coated on PET Substrate by the Sol-Gel Method"J. Ceram. Soc, Jpn.. 107・[3]. 293-296 (1999)
• [文献書誌] 忠永 清治: "超撥水材料の開発と応用展開(解説)"機能材料. 19・[4]. 47-53 (1999)
• [文献書誌] H. Kitahata: "Ferroelectricity of YMnO_3 Thin Films Prepared via Solution"Appl. Phys. Lett.. 75・[5]. 719-721 (1999)
• [文献書誌] K. Tadanaga: "Preparation and Characterization of Super-Water-Repellent Coating Films by the Sol-Gel Method"Topical Issues in Glasses: Photons, Glasses and Coatings. 3. 99-103 (1999)
• [文献書誌] H. Kitahata: "Lowering the Crystallization Temperature of YMnO_3 Thin Films by the Sol-Gel Method Using an Yttrium Alkoxide"Jpn. J. Appl. Phys.. 38・[9B]. 5448-5451 (1999)
• [文献書誌] T. Kogure: "Formation of TiO_2 Nanocrystallites in Sol-Gel Derived SiO_2-TiO_2 Film"J. Am. Ceram. Soc.. 82・[11]. 3248-3250 (1999)
• [文献書誌] Y. Kotani: "Absorption and Emission Behavior of Bis(2,2'-bipyridine) [2-(2-pyridyl)benzimidazole] Rutheninum(II) Doped in Silica Gel Matrices"J. Mat. Chem.. 9・[12]. 3041-3044 (1999)