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報告者らは、β-ジケトンで化学修飾された金属アルコキシドのゲル膜が光感応性を示すことを見いだし、この光感応性ゲル膜に紫外線照射した後、リーチングを行うことにより、パターン化した薄膜を得るという新しい微細加工プロセスを開発している。本年度は、化学修飾剤を適切に選択することで、光感応性ゲル膜における光感応性やパターニング特性の向上を検討するとともに、それらを用いてパターニング可能な蛍光薄膜の開発を目指して研究を行い、以下の成果を得た。
1)化学修飾剤の選択による光感応性ゲル膜の分光感度拡大
いくつかの化学修飾剤を用いてTiO_2やZrO_2のゲル膜を作製し、それらの光感応性、パターニング特性について検討を行った。検討の結果、水酸基置換芳香族ケトンの一つである1-(2-ヒドロキシフェニル)-3-フェニル-2-プロペン-1-オンを用いたTiO_2ゲル膜の場合には、生成するキレート環のπ共役が拡がるために、ゲル膜の吸収帯は425nm付近の長波長領域に認められ、検討したゲル膜の中で最も長波長に吸収を示すのに対して、エステル基を含む化学修飾剤の一つであるマロン酸ジメチルを用いたZrO_2ゲル膜の場合には、キレート環に結合する酸素の効果で、ゲル膜の吸収帯は280nm付近の短波長領域に認められ、検討したゲル膜の中で最も短波長に吸収を示すことがわかった。
2)パターニング可能な蛍光薄膜の開発
光感応性ゲル膜にユーロピウムイオンなどの蛍光体を添加することにより、パターニング可能で、かつ、蛍光性を有する薄膜の作製に成功した。ZrO_2、Y_20_3、VYO_3などをベースとする光感応性ゲル膜を用い、ユーロピウムイオンを添加して検討を行ったところ、ユーロピウムイオンを添加しなかった場合と同程度の約1μmの微細なパターンを作製することができ、得られたパターンに紫外線を照射すると赤色に発光することがわかった。
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