有機ー無機複合薄膜の材料設計とその機能

有机-无机复合薄膜的材料设计与功能

基本信息

批准号：
63604024
负责人：
吉田泰彦
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Toyo University
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：
1988
资助国家：
日本
起止时间：
1988 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

研究目的は、種々の機能性を一つ一つのモノマー単位で発現し得る高分子と金属との複合薄膜を作製し,その構造と物性との関連を解析して分子素子や分子デバイスの機能を有する薄膜を設計することである。具体的には、有機金属や金属錯体をモノマーとして乾式法のプラズマ重合やCVD法により有機ー金属の複合薄膜の作製を行い、解析を行った。まず、有機金属錯体としてメタロセン誘導体(Cp_2TiCl_2)を用いて、薄膜を作製した。生成した薄膜はかなりの架橋構造を有しているが、薄膜のX線回折パターンからはモノマーの結晶構造が残存していることがわかった。XPS分析によると、生成した薄膜のCl/Cはプラズマ出力の増加と共に減少したが、Ti/C比はほとんど変化がなかった。また、この薄膜の電気的特性については、その低抗率が測定雰囲気の湿度に大きく依存していることがわかった。次に、非晶質超格子膜を作成する方法としてパルスプラズマ・光CVDの複合法による成膜装置を開発した。本装置は作製した膜を真空に保ったまま、XPSによる分析を行うことができるのが特徴である。原料ガスはジシランと四フッ化炭素を用いた。単結晶シリコン上に,光・プラズマCVD法を行い、次に光CVD法を行うバッチ法と、連続的にプラズマを制御して行う光CVD法の連続法の二つの方法について検討した。バッチ法の場合、膜の光電子強度の対数と上層のaーSi:H層の厚さdとの関係のプロットは直線になるが、連続法の場合、dの小さな領域で直線からはずれた。これはバッチ法の場合、界面が理想的に急峻であることを示している。連続法の場合の直線からのずれは数原子層の界面の乱れを示唆している。乱れの原因としては、気相中の反応ガスの残留だけではなく、表面反応も考えられる。次年度は以上の研究を基に太陽電池・薄膜トランジスタ・分子デバイス等への応用を検討し、新しい機能を有する薄膜を作製する予定である。

该研究的目的是制造可以在每个单体单元中表达各种功能的聚合物和金属的复合薄膜，并分析其结构与物理性质之间的关系，以设计具有分子设备和分子设备功能的薄膜。具体而言，通过干等离子体聚合或CVD方法，使用有机金属和金属复合物作为单体制造有机金属薄膜，并进行了分析。首先，使用甲金属衍生物（CP_2TICL_2）作为有机金属络合物制备薄膜。所得的薄膜具有相当大的交联结构，但是薄膜的X射线衍射模式表明单体的晶体结构仍然存在。 XPS分析表明，生成的薄膜的Cl/C随着血浆功率的增加而降低，但Ti/C比几乎没有改变。此外，发现这种薄膜的电性能高度取决于测量气氛的湿度。接下来，开发了使用脉冲等离子体和光学CVD复合方法的膜形成装置，作为创建无定形超晶状体膜的方法。该设备的特征是可以使用XP对其进行分析，同时将制成膜保持在真空中。将二硅烷和四氟化碳用作原材料气体。研究了两种方法：一种批处理方法，其中在单晶硅上进行了光学/等离子体CVD方法，然后使用光学CVD方法，以及一种连续的方法，其中通过连续控制等离子体执行光学CVD方法。在批处理方法中，膜强度的对数与上a-si：h层的厚度d之间的关系图是线性的，但是在连续的方法中，它与d的小区域处的线偏离。这表明在批处理方法的情况下，该界面是理想的陡峭。连续方法中与线的偏差表明在几个原子层的界面处有干扰。扰动的原因不仅是气相中的残留反应气体，而且是表面反应。明年，我们将根据上述研究来考虑应用于太阳能电池，薄膜晶体管，分子设备等，并计划使用新功能制造薄膜。