DE69325423T2 - 3-Thienylsiliziumverbindungen, hieraus geformter, ultradünner, chemisch adsorbierter Film und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

3-Thienylsiliziumverbindungen, hieraus geformter, ultradünner, chemisch adsorbierter Film und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number
DE69325423T2
DE69325423T2 DE69325423T DE69325423T DE69325423T2 DE 69325423 T2 DE69325423 T2 DE 69325423T2 DE 69325423 T DE69325423 T DE 69325423T DE 69325423 T DE69325423 T DE 69325423T DE 69325423 T2 DE69325423 T2 DE 69325423T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
formula
thienyl
chemically adsorbed
thin film
ultra
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE69325423T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69325423D1 (de
Inventor
Kazuyuki Asakura
Mikio Endo
Toshinobu Ishihara
Tohru Kubota
Norihisa Mino
Kazufumi Ogawa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Publication of DE69325423D1 publication Critical patent/DE69325423D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE69325423T2 publication Critical patent/DE69325423T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/18—Processes for applying liquids or other fluent materials performed by dipping
    • B05D1/185—Processes for applying liquids or other fluent materials performed by dipping applying monomolecular layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F7/00—Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
    • C07F7/02—Silicon compounds
    • C07F7/08—Compounds having one or more C—Si linkages
    • C07F7/12—Organo silicon halides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F7/00—Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
    • C07F7/02—Silicon compounds
    • C07F7/08—Compounds having one or more C—Si linkages
    • C07F7/18—Compounds having one or more C—Si linkages as well as one or more C—O—Si linkages
    • C07F7/1804—Compounds having Si-O-C linkages

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Silicon Polymers (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Description

  • Diese Erfindung betrifft ein neues Material - eine 3-Thienylgruppen umfassende Siliciumverbindung - und ein Verfahren zu dessen Herstellung und einen ultradünnen Polythienylsiliciumderivatfilm und ein Verfahren zu dessen Herstellung.
  • Es ist bekannt, daß ein leitendes Polythienyl durch die elektrolytische Polymerisation eines Thienylderivats erzeugt werden kann. Dieses leitende Polythienyl wird auf elektronische Vorrichtungen, wie Dioden und Feldeffekttransistoren, und auf optoelektronische Vorrichtungen, einschließlich elektrochrome Elemente, Elemente mit optischem Gedächtnis und dergleichen, aufgebracht. Auf Grund der jüngsten Miniaturisierung der Vorrichtungen ist es infolgedessen erforderlich, daß leitende Filme dünner gemacht werden. Es ist außerdem eine Aufgabe, ein Thienylderivat zu entwickeln, das viel leichter und zusammenhängender als andere Materialien einen leitenden ultradünnen Film erzeugen kann.
  • Die Erzeugung eines leitenden ultradünnen Films auf einer Substratoberfläche unter Verwendung eines Thienylderivats kann nach dem folgenden Verfahren ausgeführt werden:
  • Bereitstellen eines Monomers durch Bindung langkettiger organischer Gruppen an die Thienylgruppe;
  • Erzeugen eines monomolekularen Films des Monomers auf einer Substratoberfläche nach dem Langmuir-Blodgett-Verfahren (LB-Verfahren); und
  • Polymerisieren des Films auf der Substratoberfläche.
  • Jedoch ist im Fall dieses herkömmlichen Thienylderivats der monomolekulare Film auch nach dem LB-Verfahren nur physikalisch auf dem Substrat adsorbiert. Das Monomer wird außerdem wahrscheinlich vor oder während des Polymerisationsverfahrens verdampft oder verstreut. Daher ist es schwierig, einen vollständig optimalen leitenden ultradünnen Film zu erzeugen.
  • Um die vorstehend angegebenen Probleme zu lösen, sind es die Aufgaben dieser Erfindung, eine neue, 3-Thienylgruppen umfassende Siliciumverbindung bereitzustellen - ein Thienylderivat, das leicht und fest auf einer Substratoberfläche einen adsorbierten monomolekularen Film erzeugen kann - und ein Verfahren zu deren Herstellung; einen chemisch adsorbierten ultradünnen Film, umfassend die vorstehend erwähnte Siliciumverbindung, zu erzeugen und ein Verfahren zu dessen Herstellung; und unter Verwendung des chemisch adsorbierten ultradünnen Films einen ultradünnen Polythienylderivatfilm zu erzeugen und ein Verfahren zu dessen Herstellung.
  • Die neue chemische Verbindung der Erfindung ist eine 3-Thienylgruppen umfassende Siliciumverbindung der Formel 1: Formel 1
  • (wobei X¹, X² und X³ gleich oder verschieden sein können und ein Halogenatom oder einen Alkoxyrest mit 1-4 Kohlenstoffatomen darstellen; n eine ganze Zahl von 6 bis 30 ist), ausgenommen die Verbindung
  • Das Verfahren zur Herstellung dieser 3-Thienylgruppen umfassenden Siliciumverbindungen umfaßt die Umsetzung eines ω-(3-Thienyl)-1-alkens der Formel 2 mit einer Siliciumwasserstoffverbindung der Formel 3 in Anwesenheit eines Übergangsmetallkatalysators. Formel 2
  • (wobei n eine ganze Zahl von 6 bis 30 ist)
    • Formel 3
  • HSiX¹X²X³
  • (wobei X¹, X² und X³ gleich oder verschieden sind und ein Halogenatom oder einen Alkoxyrest mit 1-4 Kohlenstoffatomen darstellen).
  • Der in Formel 1 angegebene Alkylenrest ist eine 6-30 Kohlenstoffatome umfassende, unverzweigte Kette. Bei der Erzeugung eines chemisch adsorbierten ultradünnen Films (monomolekularer Film) auf einer Substratoberfläche ist es wahrscheinlich, daß die Molekülketten verflochten werden, wenn in dem Alkylenrest mehr als 30 Kohlenstoffatome sind. Es ist nicht vorzuziehen, verflochtene Molekülketten, die die Erzeugung eines Films mit der geforderten Präzision verhindern, zu haben. In einem Fall, in dem in dem Alkylenrest weniger als 6 Kohlenstoffatome vorliegen, wird die Wechselwirkung zwischen den Kohlenstoffketten gering; als Ergebnis kann ein chemisch adsorbierter ultradünner Film (monomolekularer Film) nicht erzeugt werden. Die Anzahl der Kohlenstoffatome in den Alkoxyresten beträgt 1-4. Das Halogen kann vorzugsweise entweder Chlor oder Brom sein. Ein chemisch adsorbierter ultradünner Film der Erfindung umfaßt 3-Thienylgruppen und Siliciumreste der folgenden Formel 4: Formel 4
  • (wobei n eine ganze Zahl von 6 bis 30 ist, mit der Maßgabe, daß n nicht gleich 8 ist)
  • Es ist vorzuziehen, daß die Thienylgruppen dieses chemisch adsorbierten ultradünnen Films, umfassend 3-Thienylgruppen und Siliciumreste, mit einer Ringöffnungspolymerisation behandelt werden.
  • Das Verfahren zur Herstellung eines chemisch adsorbierten ultradünnen Films der Erfindung umfaßt das Inkontaktbringen der 3-Thienylgruppen umfassenden Siliciumverbindung gemäß der Erfindung mit aktiven Wasserstoffgruppen auf einer Substratoberfläche in einem Flüssig- oder Gasphasenmedium, somit das Bewirken einer Dehydrochlorierungs- oder Alkoholeliminierungsreaktion und das Erzeugen eines chemisch adsorbierten ultradünnen Films, umfassend 3-Thienylgruppen und Siliciumreste, auf der Substratoberfläche.
  • Es ist vorzuziehen, daß dieses Verfahren das elektrolytische Polymerisationsverfahren mit Eintauchen und Halten des chemisch adsorbierten ultradünnen Films in einer Elektrolytlösung nach der Erzeugung des chemisch adsorbierten ultradünnen Films einschließt.
  • Die Si-X-Reste der 3-Thienylgruppen umfassenden Siliciumverbindung der Erfindung werden mit Hydroxygruppen auf der Substratoberfläche umgesetzt. In einer anderen Ausführungsform wird Hydrolyse auf Grund des Kontaktes der Si-X-Reste mit den Hydroxygruppen bewirkt. Als Ergebnis werden kovalente Bindungen, wie Siloxanbindungen, an der Substratoberfläche erzeugt, und die Verbindung wird chemisch an der Oberfläche adsorbiert. Da der durch die Verbindung dieser Erfindung erzeugte chemisch adsorbierte ultradünne Film (monomolekularer Film) durch kovalente Bindungen chemisch fest an die Oberfläche gebunden wird, kann der Film seine Festigkeit und gleichmäßige Dicke behalten, ohne daß die Verbindung verdampft oder verstreut wird. Die Dicke des Films kann sich auf dem Ångström- oder Nanometerniveau befinden.
  • Ein leitender ultradünner Film, erzeugt durch die elektrolytische Polymerisation der 3-Thienylgruppen der Siliciumverbindung der Formel 1, kann auf mikroelektronische oder mikrooptoelektronische Vorrichtungen aufgebracht werden.
  • Fig. 1 ist eine graphische Darstellung, die das magnetische Kernresonanzspektrum von 10-(3-Thienyl)decyltrichlorsilan zeigt.
  • Fig. 2 ist eine graphische Darstellung, die das Infrarotabsorptionsspektrum von 10-(3-Thienyl)decyltrichlorsilan zeigt.
  • Fig. 3 ist eine schematische Veranschaulichung eines chemisch adsorbierten ultradünnen Films (monomolekularer Film) des Beispiels 2.
  • Fig. 4 ist eine schematische Veranschaulichung eines ultradünnen Polythienylderivatfilms des Beispiels 3.
  • Beispiele neuer chemischer Verbindungen der Erfindung sind die folgenden:
  • ω-(3-Thienyl)alkyltrihalogensilan;
  • Si-[ω-(3-Thienyl)alkyl]alkoxydihalogensilan;
  • Si-[ω-(3-Thienyl)alkyl]dialkoxyhalogensilan; und
  • Si-[ω-(3-Thienyl)alkyl]trüalkoxysilan.
  • Genauer gesagt sind chemische Verbindungen, die in der Erfindung verwendet werden können, die folgenden: Formel 5: ω-(3-Thienyl)decyltrichlorsilan Formel 6: ω-(3-Thienyl)tetradecyltrichlorsilan Formel 7: Si-[ω-(3-thienyl)decyfltrimethoxysilan Formel 8: Si-[ω-(3-thienyl)tetradecyl]dimethoxymonochlorsilan
  • Die vorstehend erwähnten Verbindungen können durch Umsetzung von Siliciumwasserstoffverbindungen mit ω-(3-Thienyl)-1-alkenverbindungen geliefert werden. Wie in den folgenden Formeln 9-12 gezeigt ist, sind diese ω-(3-Thienyl)-1- alkenverbindungen Verbindungen, bei denen 3-Thienylgruppen an das Ende eines 6-30 Kohlenstoffatome umfassenden geradkettigen 1-Alkens gebunden sind. Diese Verbindungen können nach dem Verfahren von M. Kumada (Org. Syn., Coll. Vol. 6 (1988), 407) leicht aus 3-Bromthiophen synthetisiert werden. Formel 9: ω-(3-Thienyl)-1-decen Formel 10: ω-(3-Thienyl)-1-dodecen
  • Formel 11: ω-(3-Thienyl)-1-hexadecen Formel 12: ω-(3-Thienyl)-1-docosen
  • Diese Siliciumwasserstoffverbindungen sind Verbindungen eines Monosilanderivats, bei denen drei von vier Wasserstoffatomen des Monosilans durch Halogenatome oder Alkoxyreste ersetzt sind. Das Halogen ist Chlor, Brom oder dergleichen. Eine Methoxygruppe, eine Ethoxygruppe oder dergleichen ist als Alkoxyrest eingeschlossen.
  • Die vorstehend erwähnten Verbindungen eines Monosilanderivats können die folgenden einschließen:
  • Trichlorsilan (HSiCl&sub3;);
  • Tribromsilan (HSiBr&sub3;);
  • Trimethoxysilan (HSi(OCH&sub3;)&sub3;);
  • Triethoxysilan (HSi(OCH&sub2;CH&sub3;)&sub3;) und
  • Dimethoxychlorsilan (HSiCI(OCH&sub3;)&sub2;).
  • Bei der Umsetzung der Siliciumwasserstoffverbindungen mit den vorstehend erwähnten ω-(3-Thienyl)-1-alkenverbindungen werden Übergangsmetallkatalysatoren verwendet. Genauer gesagt sind die vorstehend erwähnten Übergangsmetallkatalysatoren die folgenden:
  • Hydrogenhexachloroplatinat (H&sub2;PtCl&sub6;);
  • Dichlorbis(triphenylphosphin)platinat(II) ([PtCl&sub2;(PPh&sub3;)&sub2;]);
  • Dichlorbis(triphenylphosphin)palladium(II) ([PdCl&sub2;(PPh&sub3;)&sub2;]); und
  • Chloriris(triphenylphosphin)rhodium(I) ([RhCl(PPh&sub3;)&sub3;]).
  • Entweder einer oder ein Gemisch der Übergangsmetallkatalysatoren kann in der Erfindung verwendet werden.
  • Die Menge des für die Umsetzung benötigten Katalysators beträgt geeigneterweise 10-500 ppm relativ zu der der ω-(3-Thienyl)-1-alkenverbindung.
  • Ein Reaktor, ausgestattet mit einem Rührer, Thermometer, Rückflußkühler und Tropftrichter, kann für die vorstehend beschriebene Umsetzung verwendet werden. Die Reaktionstemperatur beträgt 20-150ºC, und die Siliciumwasserstoffverbindung wird aus dem Trichter auf die ω-(3-Thienyl)-1-alkenverbindung in dem Reaktor getropft. Als Reaktionslösungsmittel können aprotische Lösungsmittel einschließlich Toluol, Xylol, Tetrahydrofuran (THF) oder dergleichen verwendet werden.
  • Durch ein Destillationsverfahren unter vermindertem Druck nach der Umsetzung wird eine in hohem Maße reine ω-(3-Thienyl)alkylsilan-Verbindung erzeugt. Die erhaltene Verbindung kann durch Massenspektrum, magnetisches Kernresonanzspektrum, Infrarotabsorptionsspektrum oder ähnliche Techniken überwacht werden.
  • Ein chemisch adsorbierter ultradünner Film (monomolekularer Film) wird auf einer Substratoberfläche erzeugt, indem die vorstehend angegebene, 3-Thienylgruppen umfassende Siliciumverbindung (chemisches Adsorbens) nach dem folgenden Verfahren verwendet wird;
  • Herstellen eines Substrats 1 (Fig. 3), das aktive Wasserstoffatome, wie Hydroxylgruppen (-OH), Carboxylgruppen (-COOH), Aminogruppen (-NH&sub2;), Iminogruppen (> NH) oder dergleichen, auf seiner Oberfläche hat - oder dem sie gegeben werden;
  • Herstellen einer Lösung durch Auflösen des vorstehend erwähnten chemischen Adsorbens in einem nichtwäßrigen organischen Lösungsmittel, wie Hexan, Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff oder dergleichen; und
  • Eintauchen und Halten des Substrats in der hergestellten Lösung;
  • oder in einer anderen Ausführungsform Aufbringen der Lösung auf die Substratoberfläche durch eine Brause oder eine Walze.
  • Als Ergebnis wird das chemische Adsorbens durch eine Dehydrohalogenierungs- oder Alkoholeliminierungsreaktion zwischen den aktiven Wasserstoffatomen auf der Substratoberfläche und den funktionellen Gruppen (Halogensilyl- oder Alkoxysilylreste) des chemischen Adsorbens kovalent an die Substratoberfläche gebunden. Nach der Umsetzung wird das Substrat mit einem nichtwäßrigen organischen Lösungsmittel, wie Chloroform, gewaschen und so das unumgesetzte chemische Adsorbens entfernt. Das Substrat wird dann mit Wasser gewaschen und wird bei Raumtemperatur oder in der Wärme getrocknet. Als Ergebnis haftet ein chemisch adsorbierter ultradünner Film (monomolekularer Film) einer 3-Thienylgruppen umfassenden Siliciumverbindung an der Substratoberfläche (Fig. 3). Die Dicke des monomolekularen Films kann eingestellt werden, indem die Anzahl der in den Alkylresten der ω-(3-Thienyl)alkylsilanverbindung enthaltenen Kohlenstoffatome verändert wird.
  • Weiterhin kann ein leitender ultradünner Film durch die elektrolytische oder katalytische Polymerisation des vorstehend erwähnten chemisch adsorbierten ultradünnen Films (monomolekularer Film) erzeugt werden.
  • Ein ultradünner Polythienylderivatfilm wurde auf einer Substratoberfläche nach dem folgenden Verfahren erzeugt:
  • Ablagern von Platin 3 auf einem Abschnitt der Oberfläche des ultradünnen Films, so Herstellen einer Arbeitselektrode (Fig. 4);
  • Herstellen einer Acetonitrillösung, enthaltend Lithiumperchloratanhydrid (Tetraethylammoniumtetrafluoroborat, Tetrabutylammoniumperchlorat oder dergleichen) mit einer Konzentration von 0,05 mol/l als Leitelektrolyt;
  • Eintauchen und Halten des Substrats 1, erzeugt mit dem chemisch adsorbierten ultradünnen Film 2, zusammen mit einer Gold-Gegenelektrode und einer NaCl-Kalomel- Bezugselektrode in der hergestellten Lösung; und
  • Polymerisieren des Substrats 1 mit 100 V pro Sekunde Abtastgeschwindigkeit und 150 uA/cm² Stromdichte in einer inerten Gas-(wie z. B. Heliumgas-)atmosphäre und dadurch Erzeugen eines ultradünnen Polythienylderivatfilms 4 auf dem Substrat 1 (Fig. 4).
  • Die Erzeugung des ultradünnen Polythienylderivatfilms 4 wurde durch Analyse mit einem spektrochemischen Fourier-Transformations-Infrarotabsorptionsgerät bestätigt.
    • Beispiele
  • Die Erfindung wird im einzelnen beschrieben, indem auf die folgenden Beispiele Bezug genommen wird.
    • Beispiel 1
  • Hergestelltes 10-(3-Thienyl)-1-decen wurde mit Trichlorsilan umgesetzt und so 10-(3-Thienyl)decyltrichlorsilan synthetisiert.
  • Als Schritt zur Herstellung des 10-(3-Thienyl)-1-decens wurde nach dem folgenden Verfahren ein Grignard-Reagens hergestellt:
  • Einfüllen von 4,28 g (0,176 mol) Magnesium und 88 ml Ether in einen 200-ml-Kolben, ausgestattet mit einem Rührer, Rückflußkühler, Thermometer und Tropftrichter; und Eintropfen von 38,6 g (0,176 mol) 10-Brom-1-decen aus dem Trichter in den Kolben bei 40-50ºC und Umsetzen des 10-Brom-1-decens mit dem Magnesium, so Herstellen des Grignard-Reagens (10-Brommagnesium-1-decen).
  • Weiter wurden 25,6 g (0,157 mol) 3-Bromthiophen; 0,078 g (0,145 mmol) Nickelchlorid·1,1,5,5-Tetraphenyl-1,5-phosphapentan [NiCl&sub2;((C&sub6;H&sub5;)&sub2;PCH&sub2;CH&sub2;CH&sub2;P(C&sub6;H&sub5;)&sub2;)] und 160 ml Ether in einen 500-ml-Kolben, ausgestattet mit einem Rührer, Rückflußkühler, Thermometer und Tropftrichter, gegeben. Das in dem vorstehend erwähnten Verfahren hergestellte Grignard-Reagens wurde bei 0-5ºC aus dem Trichter in den Kolben getropft, so durch eine Grignard-Reaktion 10-(3-Thienyl)-1-decenlösung geliefert.
  • Weiterhin wurde die 10-(3-Thienyl)-1-decen-Lösung durch das folgende Verfahren gereinigt:
  • Zugeben von 100 ml Wasser zu der Lösung, somit Abtrennen einer organischen Schicht von der Lösung;
  • Entfernen des Lösungsmittels von der organischen Schicht;
  • Destillieren der organischen Schicht bei einem Destillationspunkt von 115-117ºC und einem Destillationsdruck von 2 mm Hg, dadurch Lieferung von 23,6 g gereinigtem 10-(3-Thienyl)-1-decen.
  • Dann wurde das 10-(3-Thienyl)decyltrichlorsilan nach dem folgenden Verfahren aus dem 10-(3-Thienyl)-1-decen synthetisiert:
  • Einfüllen von 22,2 g (0,100 mol) 10-(3-Thienyl)-1-decen und 0,1 g Isopropylalkohollösung, enthaltend Hydrogenhexachloroplatinat(IV)-Hydrat (H&sub2;PtCl&sub6;·6 H&sub2;O) mit einer Konzentration von 4%, in einen 100-ml-Kolben, ausgestattet mit einem Rührer, Rückflußkühler, Thermometer und Tropftrichter, so Herstellen einer Lösung;
  • Eintropfen von 16,3 g (0,120 mol) Trichlorsilan aus dem Trichter in die Lösung während einer Stunde bei 60-70ºC; und
  • Altern der Lösung für zwei Stunden bei 70ºC.
  • Die Lösung wurde dann bei einem Destillationspunkt von 124-127ºC und einem Destillationsdruck von 0,15 mm Hg destilliert, so wurden 22,0 g gereinigtes 10-(3-Thienyl)decyltrichlorsilan geliefert. Die Ausbeute betrug 61,5%.
  • Die Ergebnisse des Massenspektrums (MS), des magnetischen Kernresonanzspektrums (NMR) und des Infrarotabsorptionsspektrums (IR) der Verbindung, 10-(3- Thienyl)decyltrichlorsilan, werden nachstehend angegeben.
  • Massenspektrum (MS): m/z (Zuordnung)
  • 356, 358, 360 (Molekülionenpeak)
  • 133, 135, 137 (SiCl&sub3;)
  • 98 (M-C&sub3;H&sub1;&sub7;SiCl&sub3;)
  • Magnetisches Kernresonanzspektrum (NMR): δ (ppm)
  • (siehe Fig. 1)
  • Infrarotabsorptionsspektrum (IR): cm&supmin;¹
  • (siehe Fig. 2)
  • Entsprechend den Ergebnissen wurde bewiesen, daß die Verbindung 10-(3-Thienyl)decyltrichlorsilan ist.
    • Beispiel 2
  • Ein chemisch adsorbierter ultradünner Film, erzeugt durch Verwendung der 3-Thienylgruppen umfassenden Siliciumverbindung, und das Verfahren zu dessen Herstellung werden nachstehend durch Bezugnahme auf Fig. 3 erklärt.
  • Das Verfahren zur Herstellung des ultradünnen Films ist wie folgt:
  • Auflösen von 10 mg 10-(3-Thienyl)decyltrichlorsilan in 100 ml gemischtem Lösungsmittel aus 80 Gew.-% n-Hexadecan (Toluol, Xylol, Hexan oder dergleichen), 12 Gew.-% Tetrachlorkohlenstoff und 8 Gew.-% Chloroform, so Herstellen einer Lösung;
  • Waschen eines Substrats, wie z. B. ein Quarzsubstrat 1 der Fig. 3 (oder Metallplatte, Quarzplatte, keramisches Substrat, geformtes Kunststoffsubstrat usw.) mit einem organischen Lösungsmittel oder Wasser;
  • Trocknen des Substrats 1;
  • eine Stunde Eintauchen und Halten des Substrats 1 in der hergestellten Lösung (wobei die Zeit zum Eintauchen und Halten der Substrate in Abhängigkeit von der Art der Substrate und der Oberflächenrauhigkeit der Substrate variiert);
  • Umsetzen der Hydroxylgruppen auf der Substratoberfläche mit der SiCl-Gruppe des vorstehend angegebenen 10-(3-Thienyl)decyltrichlorsilans, dadurch Bewirken einer Dehydrochlorierungsreaktion, wie sie in Formel 13 angegeben ist; Formel 13
  • Waschen und Entfernen des unumgesetzten 10-(3-Thienyl)decyltrichlorsilans mit einem nichtwäßrigen Lösungsmittel, wie Freon 113;
  • Umsetzen des Substrats 1 mit Wasser, so Hydrolysieren der Chlorsilylgruppen zu Silanolgruppen, wie in Formel 14 angegeben ist; und Formel 14
  • Trocknen des Substrats 1, dadurch Dehydratisieren und Vernetzen der Silanolgruppen und Erzeugen von Siloxanbindungen und einem chemisch adsorbierten ultradünnen Film (monomolekularer Film), wie in Formel 15 angegeben ist. Formel 15
  • Durch Befolgen der vorstehend angegebenen Verfahren wurde ein chemisch adsorbierter ultradünner Film (monomolekularer Film) 2, bestehend aus 10-(3-Thienyl)decylsilanol, chemisch an die Oberfläche von Substrat 1 gebunden (Fig. 3). Die Dicke des Films betrug etwa 2, 5 nm.
  • Weiter wurde das Quarzsubstrat 1, erzeugt mit einem chemisch adsorbierten ultradünnen Film (monomolekularer Film) 2, in 300 ml Etherlösung, enthaltend Eisen(III)-chloridanhydrid mit einer Konzentration von 0,12 mol/l, eingetaucht und gehalten. Die Erzeugung des monomolekularen Films wurde durch Analyse mit einem spektrochemischen Fourier- Transformations-Infrarotabsorptionsgerät bestätigt.
    • Beispiel 3
  • Ein ultradünner Polythienylderivatfilm, erzeugt durch Polymerisieren des vorstehend angegebenen ultradünnen Films, und das Verfahren zu dessen Herstellung werden durch Bezugnahme auf Fig. 4 erklärt.
  • Ein ultradünner Polythienylderivatfilm 4 wurde nach dem folgenden Verfahren auf einer Substratoberfläche erzeugt:
  • Ablagern von Platin 3 auf einem Abschnitt der Oberfläche des chemisch adsorbierten ultradünnen Films 2, so Herstellen einer Arbeitselektrode;
  • Herstellen einer Acetonitrillösung, enthaltend Lithiumperchloratanhydrid (Tetraethylammoniumtetrafluoroborat, Tetrabutylammoniumperchlorat oder dergleichen) mit einer Konzentration von 0,05 mol/l als Leitelektrolyt;
  • Eintauchen und Halten des Substrats 1, erzeugt mit dem chemisch adsorbierten ultradünnen Film 2, zusammen mit einer Gold-Gegenelektrode und einer NaCl-Kalomel- Bezugselektrode in der hergestellten Lösung; und
  • Polymerisieren des Substrats 1 mit 100 V pro Sekunde Abtastgeschwindigkeit und 150 uA/cm² Stromdichte in einer inerten Gas-(wie z. B. Heliumgas-)atmosphäre.
  • Die Erzeugung des ultradünnen Polythienylderivatfilms 4 wurde durch ein spektrochemisches Fourier-Transformations-Infrarotabsorptionsanalysengerät bewiesen. Wie vorstehend erwähnt, kann beim Anwenden einer 3-Thienylgruppen umfassenden Siliciumverbindung der Erfindung und des Verfahrens zu deren Herstellung ein ultradünner Polythienylderivatfilm fest auf einer Substratoberfläche erzeugt werden. Der leitende ultradünne Film kann überdies leicht durch die elektrolytische oder katalytische Polymerisation des chemisch adsorbierten ultradünnen Films (monomolekularer Film) erzeugt werden.
  • Die Erfindung kann in anderen speziellen Formen verkörpert sein, ohne von ihrem Geist oder ihren grundlegenden Eigenschaften abzuweichen. Die in dieser Anmeldung offenbarten Ausführungsformen sind in jeder Beziehung als veranschaulichend und nicht als begrenzend zu betrachten, wobei der Umfang der Erfindung mehr durch die angefügten Patentansprüche als durch die vorhergehende Patentbeschreibung angezeigt ist, und es ist beabsichtigt, daß alle Veränderungen, die in den Rahmen und den Bereich der Gleichwertigkeit der Patentansprüche kommen, darin eingeschlossen sind.

Claims (7)

1. 3-Thienylgruppen umfassende Siliciumverbindung der Formel A:
Formel A
wobei X¹, X² und X³ gleich oder verschieden sind und ein Halogenatom oder einen Alkoxyrest mit 1-4 Kohlenstoffatomen darstellen und n eine ganze Zahl von 6 bis 30 ist, ausgenommen die Verbindung
2. Verfahren zur Herstellung einer 3-Thienylgruppen umfassenden Siliciumverbindung, wobei in Anwesenheit eines Übergangsmetallkatalysators ein ω-(3-Thienyl)-1-alken der Formel B mit einer Siliciumwasserstoffverbindung der Formel C umgesetzt wird:
Formel B
wobei n eine ganze Zahl von 6 bis 30 ist;
Formel C
HSiX¹X²X3,
wobei X¹, X² und X³ gleich oder verschieden sind und ein Halogenatom oder einen Alkoxyrest mit 1-4 Kohlenstoffatomen darstellen.
3. Chemisch adsorbierter ultradünner Film, umfassend 3-Thienylgruppen und Siliciumreste der Formel (III).
Formel D
wobei n eine ganze Zahl von 6 bis 30 ist, mit der Maßgabe, daß n nicht gleich 8 ist.
4. Chemisch adsorbierter ultradünner Film, wobei die Thienylgruppen des chemisch adsorbierten ultradünnen Films, umfassend 3-Thienylgruppen und Siliciumreste der Formel D, mit einer Ringöffnungspolymerisation behandelt werden.
5. Verfahren zur Herstellung eines chemisch adsorbierten ultradünnen Films, umfassend:
Inkontaktbringen einer Siliciumverbindung nach Anspruch 1 mit aktiven Wasserstoffatomen auf einer Substratoberfläche in einem Flüssig- oder Gasphasenmedium, Bewirken einer Dehydrochlorierungs- oder Alkoholeliminierungsreaktion und Erzeugen eines chemisch adsorbierten ultradünnen Films, umfassend 3-Thienylgruppen und Siliciumreste, auf der Substratoberfläche.
6. Verfahren gemäß Anspruch 5, weiterhin umfassend ein elektrolytisches Polymerisationsverfahren mit Eintauchen und Halten des chemisch adsorbierten ultradünnen Films in einer Elektrolytlösung nach der Erzeugung des chemisch adsorbierten ultradünnen Films.
7. Verwendung einer 3-Thienylgruppen umfassenden Siliciumverbindung der Formel A:
Formel A
wobei X¹, X² und X³ gleich oder verschieden sind und ein Halogenatom oder einen Alkoxyrest mit 1-4 Kohlenstoffatomen darstellen und n eine ganze Zahl von 6 bis 30 ist, zur Erzeugung eines leitenden Films auf einer mikroelektronischen oder mikrooptoelektronischen Vorrichtung.
DE69325423T 1992-09-10 1993-09-09 3-Thienylsiliziumverbindungen, hieraus geformter, ultradünner, chemisch adsorbierter Film und Verfahren zu dessen Herstellung Expired - Lifetime DE69325423T2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4242352A JP2889768B2 (ja) 1992-09-10 1992-09-10 ３−チエニル基含有ケイ素化合物及びその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69325423D1 DE69325423D1 (de) 1999-07-29
DE69325423T2 true DE69325423T2 (de) 1999-11-25

Family

ID=17087919

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69325423T Expired - Lifetime DE69325423T2 (de) 1992-09-10 1993-09-09 3-Thienylsiliziumverbindungen, hieraus geformter, ultradünner, chemisch adsorbierter Film und Verfahren zu dessen Herstellung

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5461166A (de)
EP (1) EP0587159B1 (de)
JP (1) JP2889768B2 (de)
DE (1) DE69325423T2 (de)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3866809B2 (ja) * 1996-12-19 2007-01-10 松下電器産業株式会社 有機膜及びその製造方法
DE19815220C2 (de) * 1998-03-27 2003-12-18 Univ Dresden Tech Verfahren zur haftfesten und dichten chemischen oder galvanischen Metallisierung von Substraten sowie Haftvermittler zur Durchführung des Verfahrens
DE10025522B4 (de) * 2000-05-18 2004-05-13 Technische Universität Dresden Verfahren zur strukturierten Abscheidung leitfähiger Polymerer
US7259389B2 (en) 2002-02-08 2007-08-21 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Organic electronic device and method for manufacturing the same
DE10328810B4 (de) * 2003-06-20 2005-10-20 Infineon Technologies Ag Syntheseverfahren für eine Verbindung zur Bildung einer selbstorganisierenden Monolage, Verbindung zur Bildung einer selbstorganisierenden Monolage und eine Schichtstruktur für ein Halbleiterbauelement
JP2005039222A (ja) * 2003-06-25 2005-02-10 Sharp Corp 機能性有機薄膜、有機薄膜トランジスタ及びそれらの製造方法
JP4612443B2 (ja) * 2004-03-18 2011-01-12 シャープ株式会社 機能性有機薄膜、有機薄膜トランジスタ及びそれらの製造方法
US7235492B2 (en) * 2005-01-31 2007-06-26 Applied Materials, Inc. Low temperature etchant for treatment of silicon-containing surfaces
JP4331256B2 (ja) 2006-04-12 2009-09-16 パナソニック株式会社 有機分子膜構造体の形成方法
CN102015900B (zh) * 2008-03-26 2012-11-07 陶氏康宁公司 硅氧烷组合物和有机发光二极管
JP6548572B2 (ja) * 2015-12-28 2019-07-24 学校法人神奈川大学 パターン形成方法及び対象物の被処理面の改質方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2640818A (en) * 1949-06-25 1953-06-02 Gen Electric Thienyl-substituted polysiloxanes
US4049676A (en) * 1975-06-30 1977-09-20 Union Carbide Corporation Sulfolanyloxyalkyl cyclic polysiloxanes
FR2362148A1 (fr) * 1976-08-17 1978-03-17 Rhone Poulenc Ind Composes silices polyethyleniques
FR2630442B1 (fr) * 1988-04-20 1990-09-07 Rhone Poulenc Chimie Composes organosilicies, materiaux et dispositifs electrooptiques les contenant
JP2697910B2 (ja) * 1989-08-21 1998-01-19 積水化学工業株式会社 導電性高分子の製造方法
DE69128160T2 (de) * 1990-02-05 1998-03-26 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., Kadoma, Osaka Verfahren zur Herstellung eines organischen monomolekularen Überzuges
JP2507153B2 (ja) * 1990-07-31 1996-06-12 松下電器産業株式会社 有機デバイスとその製造方法
JP2992141B2 (ja) * 1991-09-26 1999-12-20 松下電器産業株式会社 走査型トンネル電子顕微鏡用原子間力顕微鏡の探針及び３−チエニル基含有珪素化合物

Also Published As

Publication number Publication date
DE69325423D1 (de) 1999-07-29
US5461166A (en) 1995-10-24
EP0587159A1 (de) 1994-03-16
JP2889768B2 (ja) 1999-05-10
EP0587159B1 (de) 1999-06-23
JPH0692971A (ja) 1994-04-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2246020C3 (de) Verfahren zur Herstellung von Reliefoberflächen und Verwendung des Verfahrens zur Herstellung von Druckformen
DE69322176T2 (de) Verfahren zur Herstellung eines konjugierten Acetylenpolymers
US7220468B2 (en) Conductive organic thin film, method for manufacturing the same, and electronic device, electric cable, electrode, pyrrolyl compound, and thienyl compound using the same
DE69212113T2 (de) Sonde für Atomkraftmikroskop verwendbar als Sonde für Rastertunnelmikroskop
DE69325423T2 (de) 3-Thienylsiliziumverbindungen, hieraus geformter, ultradünner, chemisch adsorbierter Film und Verfahren zu dessen Herstellung
DE69224888T2 (de) Verfahren zur Herstellung eines chemisch adsorbierten Films
DE19614249A1 (de) Polysilane, Herstellungsverfahren derselben und Ausgangsmaterialien hierfür
DE60125969T2 (de) Genau definierte Nanogrößen-Bausteine für organische/anorganische Nanocomposite
DE602004001097T2 (de) Siloxanhaltige Harze und isolierender Film daraus für Halbleiter-Zwischenschicht
DE69511442T2 (de) Verfahren zur Herstellung von Polyorganosilan
DE3879247T2 (de) Organosilizium-verbindungen.
DE69222679T2 (de) Funktionell laminierte, chemisch adsorbierte Schicht und Verfahren zu deren Herstellung
DE2020842A1 (de) Imidosubstituierte Organosilanverbindungen und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE69322339T2 (de) 1-Pyrrolylsiliziumverbindungen, hieraus geformter, ultradünner, chemisch adsorbierter Film und Verfahren zur Herstellung
DE69512995T2 (de) Verfahren zur Härtung von einem Siloxan-Polymer
DE69417805T2 (de) Verfahren zur Herstellung eines Halbleitermaterials
US5081260A (en) 3-(2-oxo-1-pyrrolidinyl)-propylsilanes and method for preparing the silane compounds
DE69116393T2 (de) Siliziumverbindungen enthaltend konjugierte Diazetylenbindungen und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE2408480A1 (de) Verfahren zur herstellung von gammaaminopropylalkoxysilanen
DE69800221T2 (de) Photolumineszente Silacyclobutene-Monomeren und Polymeren
DE69315916T2 (de) (Alpha, Omega)Phenylethinylsiloxanmonomere und daraus hergestellte Oligomere und Polymere
JP3338444B2 (ja) シラン型カップリング剤、その製造方法、およびガラス上に導電性被覆を形成するための使用方法
DE60120147T2 (de) Härtbare silikonharz-zusammensetzung und reaktive siliziumverbindungen
Fox et al. Synthesis and electrochemical activity of nickel phosphine complexes and polymers bound to electrode surfaces
DE69315240T2 (de) Verfahren zur Herstellung eines chemisch adsorbierten mehrlagigen Films

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8320 Willingness to grant licences declared (paragraph 23)
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: PANASONIC CORP., KADOMA, OSAKA, JP