液相より作製した薄膜の表面組織制御に関する研究

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11450252
• 研究機関: 大阪府立大学
• 研究代表者: 南 努 大阪府立大学, 工学研究科, 教授 (80081313)
• 研究分担者: 松田 厚範 大阪府立大学, 大学院・工学研究科, 講師 (70295723) ; 忠永 清治 大阪府立大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (90244657) ; 辰巳砂 昌弘 大阪府立大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50137238)
• キーワード: ゾル-ゲル法 / 超撥水性 / 超親水性 / 無機-有機複合体 / 強誘電性 / 微細組織 / 温水処理 / 紫外光照射

研究概要

本研究は、ゾルーゲル法による酸化物薄膜の作製において、液相法の特徴を生かして薄膜表面の組織をナノメーター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。今年度は、昨年度に得られた知見を基にさらに研究を進め、以下のような成果を得た。
(1)アセト酢酸エチルで化学修飾したアルミニウムアルコキシドから作製したアルミナゲル膜を60℃の温水に浸漬することによって、表面に微細な凹凸形状を持つ花弁状組織が形成されることを見出した。この組織は、電子線回折測定、薄膜X線回折測定により、通常のベーマイト結晶よりも相間隔が若干広い擬ベーマイト結晶からなることがわかった。
(2)上記の方法で得られた微細な凹凸を持つ花弁状組織に、加水分解したフルオロアルキルトリメトキシシランをコーティングすることによって、超撥水表面を作製できることがわかった。以上のプロセスは、すべて60℃以下で操作を行っているので、耐熱性の低い高分子基板上に超撥水コーティング膜を形成することが可能となった。
(3)酢酸イットリウムあるいはイットリウムアルコキシド、酢酸マンガンを出発原料として作製したYMnO_3薄膜を形成し、その漏れ電流特性について検討をおこなったところ、緻密で平滑な表面を持つ薄膜が、非常に小さい漏れ電流を示すことがわかった。
(4)有機高分子を含むSiO_2-TiO_2系ゲル膜を沸騰水に浸漬した場合、膜中にアナターゼ微結晶が高分散で析出することがわかった。また、有機高分子を含まない場合には、膜の表面にアナターゼ微結晶が析出し、微細な凹凸が形成されることがわかった。

研究成果

• [文献書誌] A.Matsuda: "Transparent Anatase Nanocomposite Films by the Sol-Gel Process at Low Temperatures"J.Am.Ceram.Soc.. 83[1]. 229-231 (2000)
• [文献書誌] K.Hasegawa: "Effect of Heat Treatment on the Morphology and Transparency of Thick Inorganic-Organic Hybrid Films Prepared by the Electrophoretic Sol-Gel Deposition of Polyphenylsilsesquioxane Particles"Korean J.Ceramics. 6[1]. 15-20 (2000)
• [文献書誌] A.Matsuda: "Preparation of Transparent Anatase Nanocrystals-Dispersed Silica Films via Sol-Gel Process at Low Temperatures"Proceedings of SPIE (Sol-Gel Optics V). 3943. 85-94 (2000)
• [文献書誌] K.Tadanaga: "Superhydropholic-Superhydrophilic Micropatterning on Flowerlike Alumina Coating Film by the Sol-Gel Method"Chem.Materials. 12[3]. 590-592 (2000)
• [文献書誌] K.Tadanaga: "Precursor Structure of Chemically Modified Aluminum-tri-sec-Butoxide in Diethylene Glycol and Ethylene Glycol Monoethyl Ether"J.Ceram.Soc.Jpn. 108[4]. 420-423 (2000)
• [文献書誌] H.Kitahata: "Origin of Leakage Current of YMnO_3 Thin Films Prepared by the Sol-Gel Method"Mater.Res.Soc.Symp.Proc.. 596. 481-486 (2000)
• [文献書誌] K.Tadanaga: "Preparation of Super-Water-Repellent Alumina Coating Film with High Transparency on Poly (ethylene terephthalate) by the Sol-Gel Method"Chem.Lett.. [8]. 864-865 (2000)
• [文献書誌] Y.Kotani: "Photoredox Behavior of Methylviologen Doped in Silica Gel Matrices"J.Mater.Chem.. 10[12]. 2765-2768 (2000)
• [文献書誌] 忠永清治: "低温における超撥水・超親水コーティング膜の作製(総説)"マテリアルインテグレーション. 13[12]. 69-72 (2000)
• [文献書誌] K.Tadanaga: "Formation of Superhydrophobic-Superhydrophilic Pattern on Flowerlike Alumina Thin Film by the Sol-Gel Method"J.Sol-Gel Sci.Tech.. 19[1-3]. 211-214 (2000)
• [文献書誌] Y.Kotani: "Formation of Anatase Nanocrystals in Sol-Gel Derived TiO_2-SiO_2 Thin Films with Hot Water Treatment"J.Sol-Gel Sci.Tech.. 19[1-3]. 585-588 (2000)
• [文献書誌] H.Kitahata: "Preparation and Ferroelectric Properties of YMnO_3 Thin Films with c-Axis Preferred Orientation by the Sol-Gel Method"J.Sol-Gel Sci.Tech.. 19[1-3]. 589-593 (2000)
• [文献書誌] 松田厚範: "セラミックデータブック2000(著書、分担執筆)"工業製品技術協会. 39-42 (2000)