半導体及び金属表面の有機単分子層による不動態化

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19360024
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 薄膜・表面界面物性
• 研究機関: 独立行政法人理化学研究所
• 研究代表者: 山田 太郎 独立行政法人理化学研究所, 川合表面化学研究室, 専任研究員 (10174723)
• 連携研究者: 須藤 彰三 東北大学, 大学院・理学研究科, 教授 (40171277) ; 西山 勝彦 熊本大学, 工学部, 准教授 (10202243)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2009
• キーワード: 有機単分子層 / 表面不動態化 / ナノテクノロジー / ケイ素ウエハ表面 / アルミニウム表面 / 赤外吸収スペクトル / 吸着種振動解析 / リン脂質単分子層

研究概要

平成19年度の研究開始より、東北大学、熊本大学及び米国スタンフォード大学の共同研究者と協力して、実験を開始した。平成19年度は、資金配賦から装置の発注、納品を含めて、結局年度末までの時間を要した。平成20年度は、ことに軌道放射光を使った実験が成功し、修飾ケイ素表面の「疎水性」の原動力に関る基礎的な発見ができた。また、アルミニウム表面の不動態化の実験は21年度までかけて、かなりの進展をみた。その特許申請も完了した。赤外吸収分光を用いたケイ素表面の評価法の研究は、試料作成がやや困難であったが、測定したい分子超薄膜(厚さ1nm以下)の信号が、従来にない強い感度で測定できることが確認でき、リン脂質分子など、生体関係の水溶液中吸着分子の検出等新しい応用の道が開けたのは望外の成果である。

研究成果

• [雑誌論文] Preparation and Characterization of Ultraclean H:Si(111)-(1×1) Surfaces Studied by HREELS, AFM and STM-STS (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Kato, T. Taoka, S. Suto, S. Nishikata, G. Sazaki, K. Nakajima, T. Yamada, R. Czajka, A. Wawro, A. Kasuya
  • 雑誌名: e-Journal of Surface Science and Nano-Technology 7 ページ: 557-562
• [雑誌論文] Preparation of an Ultra-clean and Atomically Controlled Hydrogen-terminated Si(111)-(1×1) Surface Revealed by HREELS, AFM and STM : Aqueous NH_4F Etching Process of Si(111) (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Kato, T. Taoka, S. Nishikata, G. Sazaki, T. Yamada, R. Czajka, A. Wawro, K. Nakajima, A. Kasuya, S. Suto
  • 雑誌名: Jpn.J.Appl.Phys. 46 ページ: 5701-5705
• [雑誌論文] Identification of Allylamine and Allylalcohol Adsorbate on Hydrogen-terminated Si(111) (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Yamada, R. Yokomori, K. Shirasaka, H.S. Kato, Maki Kawai
  • 雑誌名: ECS Transactions 3 ページ: 15-23
• [雑誌論文] Direct interaction of water ice with hydrophobic methyl-terminated Si(111)
  • 著者名/発表者名: I. Waluyo, H. Ogasawara, M. Kawai, A. Nilsson, T. Yamada
  • 雑誌名: J.Phys.Chem.C. in press
• [雑誌論文] Blocking Oxidation of Al Surfaces with Organic Thiol Monolayers Cured by Electron Beam
  • 著者名/発表者名: S. Nomura, T. Yamada, M. Kawai
  • 雑誌名: Chem Lett. in press
• [学会発表] 半導体及び金属表面の有機単分子層による修飾と不活性化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 山田太郎
  • 学会等名: 平成21年度日本表面科学会東北北海道支部講演会
  • 発表場所: 仙台市
  • 年月日: 2010-03-10
• [学会発表] Al(111)の不動態化のための有機単分子層の探索 (2009)
  • 著者名/発表者名: 野村周平、山田太郎、川合眞紀
  • 学会等名: 表面・界面スペクトロスコピー2009
  • 発表場所: 札幌市
  • 年月日: 2009-12-04
• [学会発表] Passivation of Al(111) with organic and inorganic adlayers (2009)
  • 著者名/発表者名: 山田太郎, 川合眞紀
  • 学会等名: 56th AVS
  • 発表場所: 米国サンホゼ市
  • 年月日: 2009-11-15
• [学会発表] Synchrotron X-ray spectroscopic study of H_2O interacting with methyl-terminated Si(111) (2009)
  • 著者名/発表者名: 山田太郎, I. Waluyo, H. Ogasawara, 川合眞紀, A. Nilsson
  • 学会等名: 2009 SSRL/LCLS Workshop
  • 発表場所: 米国メンロパーク市
  • 年月日: 2009-10-19
• [学会発表] Synchrotron X-ray spectroscopic study of H_2O interacting with methyl-terminated Si(111) (2009)
  • 著者名/発表者名: 山田太郎, I. Waluyo, H. Ogasawara, 川合眞紀, A. Nilsson
  • 学会等名: ICESS-11
  • 発表場所: 奈良市
  • 年月日: 2009-10-07
• [学会発表] H:Si(111)-(1×1)表面の初期酸化過程 (2009)
  • 著者名/発表者名: 加藤大樹、瀧川知昭、中矢博樹、山田太郎、粕谷厚生、須藤彰三
  • 学会等名: 2009年秋季日本物理学会
  • 発表場所: 熊本市
  • 年月日: 2009-09-25
• [学会発表] メチル終端Si(111)表面上の水分子の軌道放射X線分光による研究 (2009)
  • 著者名/発表者名: 山田太郎、I. waluyo、小笠原寛人、川合眞紀、A. Nilsson
  • 学会等名: 2009年秋季応用物理学会
  • 発表場所: 富山市
  • 年月日: 2009-09-10
• [学会発表] Synchrotron X-ray spectroscopic study of H_2O interacting with methyl-terminated Si(111) (2009)
  • 著者名/発表者名: 山田太郎, I. Waluyo, H. Ogasawara, 川合眞紀, A. Nilsson
  • 学会等名: ECOSS 26
  • 発表場所: イタリア パルマ市
  • 年月日: 2009-09-01
• [学会発表] 水素及び重水素終端Si(111)-(1×1)の表面フォノン (2009)
  • 著者名/発表者名: 加藤大樹、山田太郎、粕谷厚生、須藤彰三
  • 学会等名: 2009年春季日本物理学会
  • 発表場所: 東京都豊島区
  • 年月日: 2009-03-27
• [学会発表] Preparation and Characterization of Ultra-clean H:Si(111)-(1×1) Surfaces Studied by HREELS, AFM and STM-STS (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Kato, 田岡琢巳, S. Nishikata, G. Sazaki, 山田太郎, R. Czajka, A. Wawro, K. Nakajima, 粕谷厚生, S. Suto
  • 学会等名: The 8th Japan-Russia Seminar on Semiconductor Surfaces
  • 発表場所: 仙台市
  • 年月日: 2008-10-21
• [学会発表] H:Si(111)-(1×1)表面の初期酸化過程の研究II (2008)
  • 著者名/発表者名: 瀧川知昭、中矢博樹、山田太郎、粕谷厚生、須藤彰三
  • 学会等名: 2008年秋季日本物理学会
  • 発表場所: 盛岡市
  • 年月日: 2008-09-21
• [学会発表] Reactivity of n-type/p-type H:Si(111) for Photoadsorption of CH_3Br (2007)
  • 著者名/発表者名: 山田太郎, Ozawa, H.S. Kato, 川合眞紀
  • 学会等名: 54th AVS
  • 発表場所: 米国シアトル市
  • 年月日: 2007-10-08
• [学会発表] 高品位H:Si(111)1×1表面作成法と表面フォノン (2007)
  • 著者名/発表者名: 加藤大樹, 田岡琢巳, 西方督, 佐崎元, 山田太郎、R. Czajka、A. wawro、中嶋一雄、粕谷厚生、須藤彰三
  • 学会等名: 第62回日本物理学会
  • 発表場所: 札幌市
  • 年月日: 2007-09-21
• [図書] Modified Electrodes(Modification of Silicon Wafer Surfaces with Small Organic Moieties)(T. Yamada)Encyclopedia of Electrochemistry Vol.10 (2007)
  • 著者名/発表者名: A.J. Bard, M. Staratmann, M. Fujihira, I. Rubinstein, J.F. Rusling eds.
  • 総ページ数: 157-170
  • 出版者: Wiley
• [図書] 表面・界面(日本化学会編)第5版実験化学講座 第24巻 (2007)
  • 著者名/発表者名: 谷口功・山田太郎編
  • 出版者: 丸善
• [備考] ホームページ
  • URL: http://www.riken.jp/lab-www/surf-chem/bio/IndexJ/index.html
• [産業財産権] 酸化防止膜皮膜金属の製造方法および酸化防止膜皮膜金属 (2010)
  • 発明者名: 山田太郎
  • 権利者名: 独立行政法人理化学研究所
  • 産業財産権番号: 特許出願,2010-172083
  • 出願年月日: 2010-07-30