SPMによる導電性高分子の荷電状態と選択的電解重合に関する研究

利用SPM研究导电聚合物的电荷态和选择性电聚合

• 批准号: 07225216
• 负责人: 金藤 敬一
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: Kyushu Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07225216/
• 关键词: 導電性高分子; 走査型トンネル顕微鏡; 電解重合; 局所電解重合; トンネル効果; ポリピロール; ポリアニリン

導電性高分子は電解重合により、陽極板上に全面を被う薄膜として成長する。もし、作用電極の極く近傍に対向電極として先端が鋭利な探針を近づけて、電解重合を行えば極微少のスポット形成、および、重合過程で探針を移動することによって極細の線引きを行うことをこの研究の目的とした。この技術は、ミクロな活性電極の作成や極微試料の電極付け、更には、半導体表面の選択的局所領域の電解酸化や超LSI微細加工技術に応用できる。ここでは、鋭い探針を対向電極に用いて作用電極基板上にポリアニリン、ポリピロールの電解重合により点や線を描いた例について報告する。0.1MHBF_4、0.01Mアニリン水溶液中で探針とWE間の距離(電極ギャップ)が5μm、定電流1μAで5秒間電解重合をして得れたポリアニリンのスポット径は約30μmであった。しかし、チップ先端では水素ガスの発生によて、あまり良好なスポットは再現性よくできなかった。ポリピロールの選択的電解重合では、10μmのギャップ間隔で、定電流3μAを5秒間通電して、約100μmのスポットが得られた。スポットの径は探針とのギャップが狭いほど、また、注入電荷量が少ないほど小さい径が得られた。スポット重合中に探針を走引することにより、線引きできることも分かった。探針を対向電極に用いて、局所電解重合がどの程度のスポットでできるかかどうか、簡単なモデルで計算を行った。その結果スポット径は探針と基板との距離の約4倍程度の大きさになることが分かった。実際得れたスポット径はそれと同程度か大きいものであった。

通过电解聚合，导电聚合物生长为覆盖阳极板整个表面的薄膜。如果通过将具有尖锐尖端的探针作为对电极非常靠近工作电极来进行电解聚合，则可以形成极小的点，并且通过在聚合过程中移动探针，可以绘制极细的线。这就是本研究的目的。该技术可应用于微观有源电极的创建、微观样品的电极附着、半导体表面选择性局部区域的电解氧化以及超LSI微加工技术。在这里，我们报告了一个例子，其中使用锋利的探针作为对电极，通过聚苯胺和聚吡咯的电聚合在工作电极基板上绘制点和线。在0.1MHBF_4、0.01M苯胺水溶液中，探针与WE之间的距离（电极间隙）为5μm，1μA恒流5秒，电解聚合得到的聚苯胺的斑点直径约为30μm。然而，由于在尖端处产生氢气，因此不可能产生具有良好再现性的非常好的光点。在聚吡咯的选择性电聚合中，通过以10μm的间隙间隔施加3μA的恒定电流5秒，获得约100μm的点。获得的光斑直径越小，与探针的间隙越窄，注入的电荷量越小。还发现可以通过在点聚合期间运行探针来实现画线。使用探针作为对电极，我们使用简单的模型计算了可以发生多少个点的局部电解聚合。结果发现，光斑直径约为探针与基板之间距离的四倍。获得的实际光斑直径大致相同或更大。

项目成果

K.Kaneto et al.: "Evolution of Absorption Spectra of C_<60> film in Solid Electrolyte・・・" Solid State Commun.96. 259-264 (1995)

K.Kaneto 等人：“固体电解质中 C_<60> 膜的吸收光谱的演变……”Solid State Commun.96 (1995)。

K.Kaneto et.al.: "Response of Chemonochanical Deformdtion in Polyanilure" Japanses J.Applied Physics. 84. L837-L840 (1995)

K.Kaneto 等人：“聚苯胺中化学机械变形的响应”日本应用物理学杂志。

K.Kaneto: "Transport Mechanism in Evaporated C_<60> film evalinated・・・" Japanses Journal of Applied Physics. 35. 190-194 (1996)

K.Kaneto：“评估了蒸发 C_<60> 薄膜中的传输机制...”《日本应用物理学杂志》35. 190-194 (1996)。

金藤敬一他: "導電性高分子を用いたケモメカニカルアクチュエータ" 信学技報. OME-34. 31-36 (1995)

Keiichi Kaneto 等人：“使用导电聚合物的化学机械致动器”OME-34 (1995)。

W.Takashima,K.Kaneto: "Electrochemomechanical Deformation of Polyaniline film" Japanese Journal of Applied Plupics. 34. 3786-3789 (1995)

W.Takashima，K.Kaneto：“聚苯胺薄膜的电化学机械变形”日本应用化学杂志。