機能性無機微粒子の精密配列制御法の開発

功能性无机粒子精密排列控制方法的开发

基本信息

批准号：
13875122
负责人：
河本邦仁
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

N_2雰囲気下でSi基板をPTCS(フェニルトリクロロシラン)溶液中に浸漬してPTCS自己組織膜を作製し、ここにフォトマスクを通してUV照射を行う事により、フェニル基とOH基のマイクロパターンを作製した。SiO_2粒子(500nmφ及び15nmφ)の表面にTCES(トリクロロシアノエチルシラン)を結合させて最表面をCN基とし、さらにt-BuOK(カリウムブトキシド)によりCOOH基へと変性した。このSiO_2粒子最表面のCOOH基と自己組織膜上のOH基をDCC(ジシクロヘキシルカルボジイミド)により縮合させてエステル結合を形成させることにより、自己組織膜上のOH基上に選択的にSiO_2粒子を配置させることを試みた。UV照射によりシラノール基へと変性した領域からは、SEM観察によりSiO_2粒子が確認され、フェニル基上からは粒子は観測されなかった。この手法により、マイクロメーターオーダーの2次元粒子配列パターンが形成された。また、ダイヤモンドチップで自己組織膜表面を走査する事により、機械的にフェニル基を取り去り、任意の箇所をシラノール基へと変性した自己組織膜上からも粒子の選択的配列が確認され、1次元の粒子細線が形成できた。また、AFMリソグラフにより変性した自己組織膜上からも選択的粒子配列が確認された。上記のエステル結合の形成に代えて、酸あるいは塩基により粒子表面のシラノール基と自己組織膜上のシラノール基との間でのシロキサン形成を利用して粒子配列を行った。UV照射によりパターン化した自己組織膜を塩酸、硫酸あるいは水酸化ナトリウム溶液中に浸して数分間保持した後、アセトンですすいでSEM等により観察した。いずれのケースに於いてもシラノール基上への粒子の選択的配列が確認された。また、塩酸を用いた反応においては、密に詰まった2次元粒子配列パターンが形成できた。

通过将 Si 基板浸入 N_2 气氛中的 PTCS（苯基三氯硅烷）溶液中来形成 PTCS 自组装膜，并通过光掩模进行紫外线照射来形成苯基和 OH 基团的微图案。将TCES（三氯氰基乙基硅烷）键合到SiO_2颗粒（500nmφ和15nmφ）的表面，使最外表面形成CN基团，并用t-BuOK（丁醇钾）进一步将其改性为COOH基团。通过使用DCC(二环己基碳二亚胺)使该SiO_2粒子最外表面的COOH基与自组织膜上的OH基缩合形成酯键，从而将SiO_2粒子选择性地配置在自组织膜上的OH基上。我试图让它发生。通过SEM观察，在经UV照射而改性为硅烷醇基的区域中确认到了SiO_2颗粒，但没有观察到来自苯基的颗粒。利用这种方法，形成了微米量级的二维粒子阵列图案。另外，通过用金刚石尖端扫描自组织膜的表面，即使在机械除去苯基并且任意位置被修饰为硅烷醇基的自组织膜上，也确认了粒子的选择性排列。形成了线条。此外，通过AFM光刻变性的自组装薄膜也证实了选择性颗粒排列。代替形成上述酯键，通过利用酸或碱在颗粒表面上的硅烷醇基团和自组装膜上的硅烷醇基团之间形成硅氧烷来进行颗粒取向。将通过UV照射形成图案的自组装膜浸入盐酸、硫酸或氢氧化钠溶液中并保持几分钟，然后用丙酮冲洗并使用SEM等观察。在这两种情况下，都证实了颗粒在硅烷醇基团上的选择性排列。此外，在使用盐酸的反应中，形成了致密的二维颗粒排列图案。