2018 Fiscal Year Annual Research Report
Construction of VGS chemistry using surface structures of organic monolayers as template
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15K05469
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| Research Institution | Utsunomiya University |
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Principal Investigator |
飯村 兼一 宇都宮大学, 工学部, 教授 (10272220)
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2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 超薄膜 / 表面・界面物性 / 自己組織化 / 表面ゾルゲル反応 / ウエットエッチング / 粒子膜 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
混合展開単分子膜において形成されるミクロ相分離構造を利用して表面水酸基を持つ固体基板表面上に作製した疎水性領域／親水性（表面水酸基）領域からなる二次元鋳型表面の親水性領域に対し、アミノ基末端有機シラン化合物の選択的吸着と自己組織化により形成される垂直成長構造体（Vertically Grown Structure: VGS）の構造制御やVGS構造を利用した表面機能化に着目した研究を推進した。
VGSに対する加熱効果と熱処理後VGSをマスクとして利用したウエットエッチング法の条件最適化を詳細に検討した。VGSは、熱処理によって、面内形態を保ったまま、それを構成している有機シランの脱水縮合・シロキサン結合の形成が進行する。この点に着目し、このシロキサンVGSをシリコンウエハのウエットエッチングに対するマスクとして利用することにより、適切な熱処理温度やエッチング速度制御のための添加剤濃度では、2μmを超える高さの構造体を形成できることを明らかにした。即ち、もともと数nm の厚さしかない単分子膜による表面構造を二次元鋳型として、自己組織化的手法の組み合わせによって、ミクロンオーダーの高さを持つ規則的表面構造体を構築できることを見出したともに、VGSがウエットエッチングのマスクとして有用であることを明らかにした。
一方、VGSは、展開法により水面上に作製した単粒子膜を固体基板上に写し取った膜構造を二次元鋳型として形成させることも可能であり、ホールが整然と配列したホールアレイ表面に加えて、ピラーが配列したピラーアレイ表面の構築が可能であることを明らかにした。また、ホールやピラーの径の決定には、粒子と基板表面の間に存在する吸着水が寄与していることが示唆された。また、ホールアレイ表面に対しては、粒子サイズや加熱処理等によるホール径や間隔、深さの制御が可能であることを明らかにした。
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