| 研究課題/領域番号 |
15H02297
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
杉村 博之 京都大学, 工学研究科, 教授 (10293656)
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| 研究分担者 |
一井 崇 京都大学, 工学研究科, 准教授 (30447908)
宇都宮 徹 京都大学, 工学研究科, 助教 (70734979)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 異種接合 / 表面接合 / 原子平坦面 / 真空紫外光 / 表面処理 / 光化学 / 自己集積化単分子膜 / 高分子材料 |
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| 研究実績の概要 |
改質した接合部材表面同士を圧着するだけで、接着剤を用いずに低温で接合する表面接合の研究を実施した。本研究では、原子レベルの平滑面を有する無機材料とシクロオレフィンポリマー（COP）の接合実験を行い、室温での異種材料間表面接合の可能性を実証した。
（１）COPの表面改質：ポリマー表面は、真空紫外（Vacuum Ultra-Violet, VUV）光照射プロセスによって改質し接着性を改善した（以降、VUVポリマーと呼ぶ）。VUVポリマー同士は、100℃程度のガラス転移点以下の低温で表面接合可能なことがこれまでの研究で明らかになっている
（２）表面平滑化の必要性：10nmレベルの表面粗さを有する比較的平滑な無機材料（具体的にはアルミニウム）表面にアルキル単分子膜を被覆しポリマーと同様にVUV処理することで、夢基材用表面にVUVポリマーの接着性と類似の接着性を付与できることを実証した。しかし、表面凹凸のため、100℃前後まで加熱してVUVポリマーを一定程度熱変形させないと接合強度を確保できなかった。その結果、有機材料と無機材料の熱膨張係数の差に起因する熱応力に剥離が生じ、厚みが20 ～30μm程度の極薄ポリマーシートでなければ接合できなかった。
（３）平滑基板とVUVポリマーの表面接合：まず、シリコン基板表面を化学エッチングし原子レベルの平坦性を担保した（以降、平滑シリコンと呼ぶ）試料を用意し、VUVポリマーとの接合実験を行い、このような超平滑面では、室温接合が可能であることを見出した。次に、平滑シリコン表面に金属膜（チタン）を蒸着し剥離することで、平滑シリコン面と同レベルの平滑性を有する金属レプリカ面を作製するプロセスを完成させ、シリコン以外の無機材料でも原子レベル平坦化により室温表面接合が可能であることを示した。
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| 現在までの達成度 (段落) |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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