有機-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：
62604017
负责人：
吉田泰彦
金额：
$ 1.15万
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：
1987
资助国家：
日本
起止时间：
1987 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

研究目的は, 一つのモノマー単位に複数の電子機能サイトを有する高分子と無機物・金属の積層薄膜・複合薄膜を作製し, その物性と構造を解析して分子デバイスへの応用の可能性を探ることである. 具体的には, プラズマ重合, 電解重合を利用して金属や錯体を含む機能性複合薄膜の作製と構造制御を行い, 多機能性を有する複合薄膜を設計する.まず, 有機モノマーガスのプラズマ重合を行いながら同時に金属のイオンプレーティングを行い, 金属粒子を含んだ複合薄膜を作製し, その機能性について検討した. 有機薄膜は一般に絶縁性を示すが, 金属を混入すると導電性を示してくる. 得られた複合薄膜は混入した金属の種類に関係なくいずれも負の抵抗温度係数を示し半導体的特性を示した. この複合薄膜の導電機構については, 一部トンネル効果的な導電機構を示したが, 大部分はプール・フレンケル型の導電機構と思われる. この様に作製した有機-無機の複合薄膜を透過電子顕微鏡で観察するとガス圧の低い領域で得られた薄膜は細かい金属粒子が一様に分布していることが認められ, が圧が高い領域で得られた薄膜は, 大きい金属粒子と細かい金属粒子が散在していることがわかった. 以上のように, イオンプレーティング法を用いて, 有機-無機の複合薄膜が容易に作製でき, 有機, 金属それぞれ単独では持ちえない機能性を付与することが可能であることを明らかにした.また, パルス流法により, 電解酸化重合, 電解還元重厚を一つの反応系内で交互に行い, 膜厚を制御した異なった機能を有する薄膜の多層積層化を実現した. さらに, 光・プラズマハイブリッドCVD法を開発し, P型半導体とn型半導体を多層積層したアモルファス超格子の作製も可能となった. 次年度は, これら複合薄膜・積層薄膜の作製法の詳細な検討とその機能性について検討する.

这项研究的目的是制造一个单体单元中具有多个电子功能位点的聚合物和无机材料和金属的层压薄膜和复合膜，并分析其物理性能和结构，以探索在分子设备中应用的可能性。具体而言，我们使用血浆聚合和电解聚合来制造含有金属和复合物的功能复合膜，并设计了多功能复合膜。首先，我们对有机单体气体进行了血浆聚合，并同时进行了金属的离子电镀，并进行了包含金属颗粒的复合膜，并检查了它们的功能。尽管有机薄膜通常表现出绝缘性能，但在混合金属时，它们表现出电导率。所有结果的复合膜均表现出负电阻温度系数，并且在混合的金属类型中都表现出了半导体特性。对于这种复合膜的电导率机制，我们显示出有效的隧道电导率机制。看来大多数有机无机复合薄膜都是普伦克尔型导电机制。当通过透射电子显微镜观察到这样产生的有机无机复合薄膜时，发现细金属颗粒均匀地分布在低气压区域中获得的薄膜中，并且在高压区域获得的薄膜散布着大金属颗粒和细金属颗粒。如上所述，可以揭示有机无机复合薄膜可以轻松地使用离子板制造，并且仅通过有机和金属无法实现的功能就可以赋予。此外，通过脉冲流，在一个反应系统中交替进行电解氧化聚合和电解还原厚度，从而通过控制膜厚度来实现具有不同功能的薄膜的多层层压板。此外，开发了一种光学/等离子体混合CVD方法。使用多层P型半导体和N型半导体来制造无定形的超晶格。在第二年，我们将研究制造这些复合薄膜和层压薄膜并检查其功能的详细方法。