高分子超薄膜の表面機能のパターニングと表面ダイナミクスの二次元制御

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13031066
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 高原 淳 九州大学, 有機化学基礎研究センター, 教授 (20163305)
• 研究分担者: 大塚 英幸 九州大学, 有機化学基礎研究センター, 助教授 (00293051)
• キーワード: アルキルシラン / フルオロアルキルシラン / パターン形成 / パターニング / 真空紫外光 / 単分子膜形成 / 水平力顕微鏡 / 飛行時間型二次イオン質量分析

研究概要

アルキルトリメトキシシランあるいほフルオロアルキルトリメトキシランの気相からの化学吸着重合、あるいはアルキルトリクロロシランあるいはフルオロアルキルトリクロロシラン液相からの化学吸着重合により有機シラン単分子膜をシリコンウエハー基板上に固定化した。単分子膜の形成は接触角測定による表面自由エネルギー測定、X線光電子分光測定(XPS)ならびに赤外吸収分光測定に基づき評価した。得られた単一成分の有機シラン単分子膜にフォトマスクを通して波長172nmの真空紫外光を照射し、局所的な光分解を行った。光分解した部分にはシラノール基が露出していることをXPSと飛行時間型二次イオン質量分析測定(ToF-SIMS)による二次イオン分布のイメージングで確認した。Siの露出した領域に異なる表面自由エネルギーを有する有機シラン単分子膜を固定した。二成分系有機シラン単分子膜の形成は水平力顕微鏡観察による摩擦力の違いの分布とToF-SIMSによる二次イオン分布のイメージングにより確認した。さらにラインパターンの方向を90°変化させて、膜形成、露光による分解、膜形成を繰り返し、表面自由エネルギーの著しく異なるアルキル、フルオロアルキル、アミノ基を有する3成分系の相分離表面の構築し、各相の表面物性の違いをLFM測定に基づき明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] K.Kojio, A.Takahara, T.Kajiyama: "Aggregation Structure and Surface Properties of Immobilized Fluoroalkylsilane and Their Mixed Monolayers"ACS Symp. Ser. 787. 31-47 (2001)
• [文献書誌] A.Takahara, Y.Hara, K.Kojio, T.Kajiyama: "Scanning Force Microscopic Study of Protein Adsorption on the Surface of Organosilane Monolayers Prepared by the Langmuir-Blodgett Method"Macromol. Symp.. 27. 273-286 (2001)
• [文献書誌] K.Kojio, K.Tanaka, A.Takahara, T.Kajiyama: "New Method to Prepare Organosilane Monolayers on Solid Substrate"Bull. Chem. Soc., Japan. 74. 1397-1401 (2001)
• [文献書誌] A.Takahara, Y.Hara, K.Kojio, T.Kajiyama: "Plasma Protein Adsorption Behavior onto the Surface of Phase-separated Organosilane Monolayers on the basis of Scanning Force Microscopy"Coil. Surf. B. 23. 141-152 (2002)
• [文献書誌] A.Takahara, K.Kojio, T.Kajiyama: "Effect of Aggregation State on Nanotribological Behaviors of Organosilane Monolayers"Ultramicroscopy. (in press). (2002)