JP2006517463A - 表面に結合した、有機酸を用いた単分子層 - Google Patents
表面に結合した、有機酸を用いた単分子層 Download PDFInfo
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Abstract
Description
本願は、2003年7月28日に出願された、米国仮出願第60/490,613号、2003年5月2日に提出された米国仮出願第60/467,348号、および2003年2月11日に提出された米国仮出願第60/446,681号および第60/446,680号に基づき、優先権を主張する。これらはすべて本明細書中に参照として組み込まれる。
絶縁性、金属特性、導電性、または電子物性を有する基板に結合した有機層の提供は、素子を構築する際に無機材料と有機または生体材料との間の界面として用いるために重要である。生体/無機材料界面の例として、インビボの移植、例えば骨成長促進整形外科移植のための材料、および化学種または生体種を検出するために生体活性層を用いる移植可能なバイオセンサーが挙げられる。このようなバイオセンサー素子においては、生物的に活性な層(本明細書中では生体活性層とも表す)は、半導体層と連結して検出される種の量もしくは濃度に比例する電気または光の信号を生成する。有機/無機材料界面を用いる素子は、例えば有機トランジスタ(OT)および発光ダイオード(OLED)である。
本発明者は、驚くべきことに、吸着した有機酸を含む高密度配向単分子層を基板の酸化物表面に結合させることでこれらの必要性が満たされることを発見した。
a.複数の加水分解性官能基を含む基板表面を提供する;
b.前記基板表面の少なくとも一部分の上に、少なくとも1つの酸官能基を有することを特徴とする少なくとも1つの有機酸種を、吸着有機酸種および前記基板の表面を含む界面で、前記基板表面の加水分解性官能基の結合形成近接における前記酸官能基のうち少なくともいくつかを含む高密度配向単分子層を形成するのに十分な量で、吸着させる;および
c.前記酸官能基の少なくとも一部分を、前記界面において、前記基板の前記表面加水分解性官能基と結合させる;
を含む。
本発明者は、驚くべきことに、単分子層を含む実質的にすべての部分の、少なくとも1つの官能基によって、結晶性、多結晶、または非晶質の基板の加水分解性表面に結合した、強い、表面に沿った、高密度の配向した有機単分子層が提供されうることを発見した。本発明者は、また、驚くべきことに、基板の選択された領域にわたって基板の表面を覆う、実質的に空隙領域がなく実質的に多分子層で覆われる領域がない単分子層を提供するための工程を発見した。本発明によって提供される高密度配向有機単分子膜は、空隙領域がなく表面を覆う範囲の広さ、層を含む各部分の高い配向度、および広い基板の領域にわたる層の低い次元(すなわち、実質的に前記層はわずか一分子の厚さである)において独特である。
本発明は、(a)過剰の加水分解性官能基を含む表面を有する基板を提供する;(b)複数の少なくとも1つの有機酸種を含む高密度配向単分子層膜を基板表面に吸着させ、前記薄膜はさらに、単分子層を含む多数の各有機酸種のうち少なくとも1つの酸官能基が基板表面の加水分解性官能基と会合するように配向することを特徴とする;および(c)吸着した単分子層を含む有機酸部分の表面に会合した酸官能基の大部分を、基板表面を含む加水分解性官能基に結合させるために必要な条件を供給する;を含む、少なくとも1つの有機酸種から誘導される部分を含む、基板表面に結合した単分子層コーティングを提供する。さらに、本発明の工程は、実質的に基板の選択された部分の全体が、実質的に多分子層で覆われる基板の領域がなく、および実質的に単分子層の被覆が欠ける基板の領域がない、基板に結合した単分子層で覆われるまで繰り返されてもよい。ほとんどの応用で前記工程の連続的なサイクルが高速で連続して行われ、連続的なコーティング操作が時間的におよび/または位置的に遠隔で行われうるが、本発明の範囲に含まれると理解されるであろう。また、上述のさまざまな工程段階は原則的に同時に、または時間的におよび/または位置的に遠隔で、または同じ位置で時間を隔てて行うことができ、本発明の範囲に含まれると理解されるであろう。
基板表面に結合した高密度配向単分子層を提供する不可欠な段階は、結合した単分子層が形成される有機酸種の吸着した単分子層を基板表面の少なくとも一部分に提供することである。吸着した単分子層は、さらに有機酸種の高密度の配向した配列を有することを特徴とする。好ましくは、前記有機酸種は基板に会合している酸官能基を有する。有機酸種の吸着した高密度配向単分子層(本明細書中で便宜上「高密度単分子層」とも表す)を提供するために任意の方法が用いられうると理解されるであろう。これらの用語は上記に定義された通りである。
本発明の工程において、基板表面に有機酸を含む高密度配向吸着単分子層を提供した後、吸着単分子層の提供から時間的に遠隔、または吸着単分子層の形成と同時でありうる結合させる段階において、前記層は基板表面に結合される。結合させる段階は、単分子層が吸着した領域で基板表面と化学的に結合した単分子層を与える。
基板の自然酸化物表面に結合した有機酸ベースの単分子層の提供は、上述の工程で有機酸種の使用を必要とする。本明細書中で用いられる場合、有機酸種の用語はホスホン酸(−PO3H2)、カルボン酸(−CO2H)、およびスルホン酸(−SO3H)から選択される少なくとも1つの酸官能基並びにそれに結合する有機部分を含む部分を有する分子を含む。好ましくは有機酸がホスホン酸およびカルボン酸官能基を含み、有機酸がホスホン酸を含む場合が最も好ましい。酸官能基に結合した有機酸部分はヒドロキシル、スルホン酸、ホスホン酸、カルボン酸、アミノ、アルキル、エーテル、およびチオール官能基からなる群から選択される1以上のさらなる官能基で置換されてもよい。
本明細書中に記述したように、本発明は基板表面に複数の有機酸種を含む単分子層を結合させる方法である。適当な基板は、金属特性、導電性、半導体特性、および絶縁性(これらの用語は例えば、その全体が本明細書中に参照として組み込まれるWest,Basic Solid State Chemistry,second edition,John Wiley&Sons,New York,pp.110−120に定義される)を有する材料から選択される。本発明の工程での使用に適した基板の例として、特に制限されないが、自然酸化物表面を有する材料、すなわち酸化物を含むまたは大気環境にさらされて自然酸化物を形成する、が挙げられる。酸化物材料の非制限的な例として、シリカおよびアルミナなどのバルク金属酸化物、インジウムがドープされた酸化スズおよび亜鉛/インジウムがドープされた酸化スズのような導電性酸化物、並びに集積回路のゲート絶縁材料の低誘電率ガラスのような酸化物絶縁体が挙げられる。大気にさらされて自然金属酸化物表面を形成する材料の非制限的な例として、例えばチタン、チタン合金、アルミニウム、およびアルミニウム合金などの、大気環境にさらされて融除しない酸化物コーティングを堆積する金属が挙げられる。大気にさらされて自然酸化物層を堆積する材料のさらなる例として、窒化ケイ素などのセラミック材料、シリコンなどの半導体が挙げられる。また、本発明のコーティングの塗布に適するのは、例えば半導体素子の厚膜酸化物絶縁体のような、意図的に与えられる酸化物コーティングを有する材料、並びに、例えばガリウムヒ素、窒化ガリウム、および炭化ケイ素のような酸化物表面から誘導されうるものである。また、本発明の結合した単分子層を提供するための使用に適するのは、加水分解を受け、並びにカルボン酸またはホスホン酸官能基に対する吸着親和力を有し、したがって上述したように本発明の工程を用いて表面に結合しうる官能基を含む有機酸種の高密度配向単分子層の吸着を許容する、特に制限されないが、例えば窒化ケイ素などのむきだしの表面である。
本発明は加水分解性表面に広く適用できるが、以下の実施例は、ホスホン酸またはカルボン酸ベースの有機層の単分子層を、単結晶シリコン基板、チタン合金基板、およびインジウムをドープした酸化スズ基板の酸化物表面上へのデポジションを示す。実施例は本発明の工程およびそれによって形成される膜の例示を意図するものであり、本発明の範囲を制限するものではない。以下に例示する材料および工程段階に多くの修正が可能であり、それらがなお本発明の工程および膜の範囲内であることが理解されるであろう。
シリコン基板を用いる実施例の全てにおいて、基板は以下のように準備した。単結晶シリコン(100)の研磨した12インチウエハー(ユニヴァーシティ ウエハー(University Wafer)の在庫品)は切り込みを入れて割ることによって正方形のクーポンに切り分けた。クーポンは約0.55mmの厚さ(ウエハーの厚さ)を有し、およそ平行な2組の各8mm長さの辺、および、したがって2つの64mm2の正方形の面を有する。はじめに硫酸/過酸化水素溶液(濃(95〜97%)H2SO4水溶液:30%H2O2が1:3 v/v、本明細書中で便宜上ピラニア溶液ともいう)でクーポンを約15分間煮沸して、わずかな金属および有機物をクーポンから除去した。ピラニア溶液で処理した後、クーポンを約6〜7回脱イオン水の流水でリンスした。リンスした水を合わせた全体積は約140mlであった。リンスの後、塩酸/過酸化水素溶液(32%HCl水溶液:30%H2O2が1:1 v/v、本明細書中で便宜上「バザード」溶液ともいう)でクーポンを約15分間煮沸した。バザード溶液で処理した後、クーポンを約6〜7回、18.2メガオームの脱イオン水の流水(全体積は約1リットル)でリンスし、約10mTorrの真空下で少なくとも24時間乾燥した。
基板上の有機単分子層の原子間力顕微鏡(AFM)分析は、シリコンチップ(ナノデバイセズ メトロジー プローブス(Nanodevices Metrology Probes)、共鳴周波数:300kHz、ばね定数:40N/m)を装着したデジタル インスツルメンツ マルチモード ナノスコープ IIIa SPM(Digital Instruments Multimode Nanoscope IIIa SPM)を用いてタッピングモードで行った。
X線反射率測定は、国立シンクロトロン光源(National Synchrotron Light Source,NSLS)で、ビームラインX10bを用いて波長λ=0.087nmで行った。測定は反射率モード(Θ〜2Θ)で行い、面法線に沿った運動量移動qz(qz=4π/λsinΘ)を得た。NaI検出器を用いた。試料スリットを0.6mmにセットし、検出器スリットを0.8mmにセットした。バックグラウンドレベルを調べるためにロッキングスキャンを行った。試料を横向きに固定することによって、入射ビームを試料以外の物質から隔離した。膜の分析は空気中で行った。Parrattの式(動的散乱)に基づくフリープログラムを用いてデータを解析した。
上述した手順に従って調製したホスホン酸ベースの表面に結合した単分子層種の密度を、シリコン基板のかわりにシリコン電極搭載水晶振動子マイクロバランスを用いて手順を繰り返すことによって測定した。これらの結晶のモデル酸化物表面としての使用、および表面結合種による結晶の質量増加の測定における使用は、その全体が参照として本明細書中に組み込まれる、Gawalt et al.,Langmnir 2003,Vol.19,pp200−204に詳細に記載されている。上述のデポジション手順を、0.05mMのオクタデシルホスホン酸/THF溶液または0.0025mMのα−クウォーターチオフェン−2−ホスホン酸/THF溶液を用いて追った。各処理サイクル(高密度のホスホン酸ベースの単分子層の吸着およびその酸化物表面官能基との結合)の後、結合した高密度のホスホン酸ベースの単分子層を含む結晶を、「炭酸リンス」溶液のフラッシング流で、その後脱イオン水の水流でリンスした。次いで結晶を約10mTorrの真空下に約2時間置き、残った水分を結晶から蒸発させた。このリンスおよび蒸発のサイクルを、連続するサイクルの後で、全ての多分子層種が表面から除去されたことを意味する一定の振動数を結晶が示すまで繰り返した。このように調製した結晶を用いてマイクロバランス測定を行った。それぞれのマイクロバランス測定の後、漸近線が質量増加に達するまで結晶に再び処理サイクルを施した。水晶振動子の酸化物表面に結合した高密度有機単分子層を含む表面結合種の密度を以下の表IIIに示す。
α−クウォーターチオフェン−2−ホスホン酸の0.1mMTHF溶液を上述のように調製した。上述のように準備したシリコン基板クーポンを前記溶液に室温で3日間浸した。その後上述の手順にしたがって前記クーポンを前記溶液から取り出しリンスした。リンスしたクーポンを上述のように加熱した。有機層の形成はみられなかった。
本実施例では、上述の実施例1Aの工程に従う、11−ヒドロキシウンデシルホスホン酸に基づく高密度有機単分子層を有するシリコン基板を、単分子層を含む構成要素種に存在する末端ヒドロキシル官能基を用いて有機層に生体分子を付加することによって、さらに誘導体化した。ヒドロキシル官能基をマレイミド誘導体エステル(すなわち3−マレイミドプロピオン酸エステル、本明細書中で便宜上「誘導体エステル」とも表す)への変換によって誘導体化し、誘導体エステルをテトラペプチドArg−Gly−Asp−Cys(RGDC)のシステイン残基と反応させ、表面に結合した有機単分子層に、チオールエステル官能基を介して結合したテトラペプチドを得た。本実施例で用いたRGDCペプチドは、システイン残基をC−末端で付加することによって誘導体化したフィブロネクチンRGD含有細胞結合ペプチドであり、市販されている(アメリカンペプチド(American Peptide))。
(a)ヒト胎児骨芽細胞(HFOB 1.19;ATCC)を、ハムF12とダルベッコ変法イーグル培地(DMEM)との1:1混合物、フェノールレッド不含、(ギブコ ビー アール エル(GIBCO,BRL))、10%ウシ胎仔血清(ハイクローン ラボラトリーズ(Hyclone Laboratories))、および0.3mg/mlのG418 ジェネティシン(Geneticin)(インビトロジェン(Invitrogen))中に保持した;
(b)DMEMおよび10%仔ウシ血清(ハイクローンラボラトリーズ)中で培養したNIH 3T3細胞;
(c)DMEMおよび10%ウシ胎仔血清中で培養したヒトメラノーマ細胞(A375)、ヒトフィブロサクローマ細胞(HT1080)およびSV40形質転換ヒトフィブロブラスト(WI38−VA13);並びに
(d)DMEM、10%胎児クローンII血清(ハイクローンラボラトリーズ)、1%非必須アミノ酸、および1mg/mlジェネティシン中で培養したα4(CHOα4)、α5(CHOα5)、またはαvB3インテグリンを発現したチャイニーズハムスター卵巣細胞。
実施例1Aに従って調製した11−ヒドロキシウンデシルホスホン酸に基づく高密度有機単分子層を有する基板を、クーポンをジスクシニミジルグルタラート(DSG、ピアス(Pierce))の5mMアセトニトリル溶液中に室温(約25℃)で24時間設置することによって誘導体化した。前記溶液は無水条件下で(試料を窒素グローブボックスに移し、アセトニトリルは金属ナトリウムから蒸留後カニューレ法を用いて扱った)調製し、使用した。24時間後、グルタラート誘導体化クーポンを新しいアセトニトリルでリンスし、使用前に不活性環境中で扱った。
導電状態にインジウムをドープした125nmの厚さの酸化スズの層をもつガラス基板(ITO/ガラス、コロラド コンセプト コーティングス(Colorado Concept Coatings))の導電性酸化物表面上に、高密度有機単分子層をデポジットした。基板はITO/ガラスの板に切り込みを入れて割ることによって準備し、100mm2のクーポンを得た。クーポンのITO表面を上述の工程にしたがって2重量%の清浄液(タージトール(Tergitol)(登録商標))で30分間超音波洗浄することで洗浄した。洗浄液での洗浄の後、クーポンを脱イオン水の流水でリンスした。その後各クーポンを、メタノール、イソプロパノール、および塩化メチレンのそれぞれの溶媒で15分間煮沸した。その後クーポンを無水窒素フロー下で乾燥させ、使用するまで無水窒素ブランケット下で保存した。
高密度有機単分子層を、医療グレードのニッケル/チタン合金(ニチノール(Nitinol)(登録商標))製の直径6mmの動脈ステント、および外科グレードの316型ステンレス製の直径2mmのステント(双方のステント試料はUTIコーポレイション ステント テクノロジー デビジョン(UTI Corporation Stent Technology Div.)の在庫品として入手した)のセクションの自然酸化物表面上にデポジットした。
Claims (37)
- 少なくとも1つの有機酸種を含む高密度配向単分子層が上に吸着した加水分解性官能基を含む表面を有する基板の少なくとも一部分の上に、高密度の配向した結合単分子層を提供する方法であり、1以上の前記表面の加水分解性官能基との、吸着した有機酸種のうち少なくともいくつかのそれぞれに会合する酸官能基のうち少なくとも1つを含む結合の形成を含む方法。
- 前記結合の形成が、前記基板および吸着単分子層を、前記吸着単分子層の少なくとも一部分が前記基板の表面に結合するまで加熱することを含む、請求項1に記載の方法。
- (i)複数の加水分解性官能基を含む基板表面を提供する;
(ii)前記基板表面の少なくとも一部分の上に、少なくとも1つの酸官能基を有することを特徴とする少なくとも1つの有機酸種を、吸着した有機酸種および前記基板の表面を含む界面で、前記基板表面の加水分解性官能基の結合形成近接における前記酸官能基のうち少なくともいくつかを含む高密度配向単分子層を形成するのに十分な量で、吸着させる;および
(iii)前記酸官能基の少なくとも一部分を、前記界面において、前記基板の表面を含む前記加水分解性官能基と結合させる;
を含む、基板の表面の少なくとも一部分の上に高密度配向単分子層を提供する方法。 - 前記単分子層が、実質的に空隙領域を含まず、高密度配向有機単分子層が提供される前記基板表面の前記一部分の全体を覆うまで、段階(ii)および(iii)を繰り返すことをさらに含む、請求項3に記載の方法。
- 前記結合させる段階(iii)が、酸官能基のうち少なくともいくつかに、前記界面において前記表面の加水分解性官能基と化学結合を形成させるのに十分な持続時間で十分な熱エネルギーを前記界面に供給することを含む、請求項3に記載の方法。
- 前記段階(ii)および(iii)が同時に行われる、請求項3に記載の方法。
- 前記吸着させる段階(ii)が、溶媒に溶解した低濃度の有機酸を含む溶液を提供し、前記基板表面の少なくとも一部分の上に前記有機酸種の単分子層膜を形成させるのに十分な量で、前記基板表面に前記溶液を接触させることを含む、請求項3に記載の方法。
- 前記基板表面を前記溶液と接触させた後、前記基板表面の少なくとも一部分の上の、前記吸着した高密度配向有機単分子層膜が脱離する条件下で残留溶液を前記基板との接触から除去すること、および任意で前記残留溶液の除去の後にまたは同時に、前記吸着単分子層膜から任意の残留溶媒を蒸発させることをさらに含む、請求項7に記載の方法。
- 前記残留溶液の除去および前記残留溶媒の蒸発が、酸溶液のメニスカスを基板表面を横切らせることによって行われる、請求項8に記載の方法。
- 前記基板表面を前記酸溶液のメニスカスを横切らせることが、前記基板表面に、前記基板表面と前記溶液表面との界面に向けたガス流を徐々に流すことによって提供される、請求項9に記載の方法。
- 有機酸種が溶媒中に含まれる多量の溶液中に浸された固定位置に前記基板を吊るすことによって、前記基板表面を前記溶液に接触させる、請求項9に記載の方法。
- 前記基板表面が、前記溶液から溶媒の一部分を蒸発させることによって酸溶液のメニスカスで横切られる、請求項11に記載の方法。
- 前記加水分解性官能基がオキシド官能基であり、並びに前記基板表面が:(a)電気的に導電性、半導体特性、絶縁性または金属特性を有する自然酸化物表面をもつ材料;および(b)バルク酸化物、酸化物導体、および酸化物絶縁体からなる群から選択される基板の酸化物表面を含む、請求項3に記載の方法。
- 前記加水分解性官能基がオキシド官能基であり、並びに前記基板表面が、金属の自然酸化物表面、半導体の自然酸化物表面、絶縁体の自然酸化物表面、および酸化物導体からなる群から選択される基板の酸化物表面を含む、請求項8に記載の方法。
- 前記基板が、シリコンベースの半導体の自然表面、シリコンベースの半導体のむきだしの表面、ゲルマニウムベースの半導体の自然表面、ゲルマニウムベースの半導体のむきだしの表面、ガリウムヒ素ベースの半導体の自然表面、ガリウムヒ素ベースの半導体のむきだしの表面、インジウムスズ酸化物導体、アルミニウム亜鉛酸化物導体、酸化チタン導体、および酸化鉄導体からなる群から選択される、請求項8に記載の方法。
- 前記有機酸種が、スルホン酸官能基、カルボン酸官能基、およびホスホン酸官能基からなる群から選択される酸官能基を有する、請求項3に記載の方法。
- 前記有機酸種が、モノ−、ジ−、および多官能カルボン酸、並びにモノ−、ジ−、および多官能ホスホン酸からなる群から選択される、請求項8に記載の任意の方法。
- 前記有機酸種が、カルボン酸官能基およびホスホン酸官能基からなる群から選択される少なくとも1つの酸官能基を含み、それに直鎖、分岐、または環状の、飽和または不飽和の、置換または非置換の脂肪族部分、置換または非置換の、モノマー、オリゴマーまたはポリマーの芳香族部分、置換または非置換の、モノマー、オリゴマーまたはポリマーの複素環式芳香族部分からなる群から選択される炭化水素部分が結合する、請求項8に記載の方法。
- 前記炭化水素部分が、置換または非置換のチオフェン部分、置換または非置換のポリチオフェン部分、オリゴマーのヘテロ環部分、ポリマーのヘテロ環部分、直鎖または分岐の、飽和または不飽和の、置換または非置換の、約2〜約40の炭素原子を有する脂肪族部分、置換または非置換の、芳香族または複素環式芳香族部分、置換または非置換の直鎖フェニレン、ポリマーの芳香族部分、TCNQ誘導体、およびTTF誘導体からなる群から選択され、並びに前記炭化水素部分が任意でカルボン酸官能基、ヒドロキシル官能基、アミノ官能基、ホスホン酸官能基、エーテル官能基、ポリエーテル官能基、およびチオール官能基からなる群から選択される1以上の官能基でさらに置換される、請求項18に記載の方法。
- 前記有機酸種がヒドロキシル、アミノ、カルボン酸、ホスホン酸、およびチオール官能基からなる群から選択されるオメガ−置換基を有する、オメガ置換二官能性カルボン酸またはホスホン酸である、請求項8に記載の方法。
- 前記有機酸種が、ニトロフェニルホスホン酸、ベンジルホスホン酸、ブチルホスホン酸、オクチルホスホン酸、オクタデシルホスホン酸、置換および非置換のアントラセンホスホン酸、置換および非置換のペンタセンホスホン酸、置換および非置換のクウォーターチオフェンホスホン酸、11−ヒドロキシウンデシルホスホン酸、約2〜約20の炭素原子を含む炭化水素部分を有するオメガ−カルボン酸ホスホン酸、置換および非置換のキシリルホスホン酸、並びにこれらのうち2以上の組み合わせからなる群から選択されるホスホン酸である、請求項19に記載の方法。
- 前記有機酸種が、約2〜約40の炭素原子を有するアルキルカルボン酸、安息香酸、置換基がヒドロキシル、アミノ、カルボン酸官能基、および任意でヒドロキシル、アミノ、カルボン酸官能基からなる群から選択される1以上の官能基で置換された、直鎖または分岐の、置換または非置換の、約2〜約20の炭素原子を有するアルキル部分からなる群から選択される、置換安息香酸、サリチル酸、並びに置換および非置換のアルキルサリチル酸からなる群から選択されるカルボン酸である、請求項20に記載の方法。
- 請求項8に記載の方法に従って調製された基板の酸化物表面に化学的に結合した、高密度充填の有機酸ベースの単分子層。
- 請求項19に記載の方法に従って調製された基板の酸化物表面に化学的に結合した、高密度充填の有機酸ベースの単分子層。
- さらなる官能基を、有機または生体活性部分に結合させることをさらに含む、請求項24に記載の方法。
- 複数のオキシド官能基を含む表面を有する基板上に、ホスホン酸官能基およびカルボン酸官能基から選択される少なくとも1つの酸官能基を含む1以上の有機酸種を用いた、高密度配向単分子層を提供する方法であり:
(i)少なくとも1つの前記酸官能基を含む少なくとも1つの前記有機酸種を溶媒中に含み、前記酸種が溶液中で低濃度で存在する溶液を提供する;
(ii)単分子層が提供される基板表面の少なくとも一部分を、段階(i)で得られた前記溶液に、有機酸種を含む吸着した高密度配向単分子層膜を形成するために十分な量および条件下で接触させる(ここで前記吸着した有機酸種と前記基板表面との界面において、前記単分子層を含むそれぞれの前記吸着有機酸種は、前記基板表面の少なくとも1つのオキシド官能基と会合した少なくとも1つの酸官能基を有する);
(iii)溶液に接触させる段階(ii)に続いて、前記基板表面の少なくとも一部分の上の、前記吸着した高密度配向単分子層膜および任意で前記溶媒の残留量が脱離する条件下で、任意の残留溶液を基板との接触から除去する;
(iv)溶液を除去する段階(iii)の後にまたは同時に、存在する場合は実質的に全ての前記残留溶媒を蒸発させる;および
(v)段階(iv)が行われた場合、段階(iv)の後にまたは同時に、前記酸化物表面に会合した酸官能基のうち少なくともいくつかに、前記基板表面のオキシド官能基と化学結合を形成させるために、十分な持続時間で十分な熱エネルギーを前記吸着単分子層および前記酸化物表面を含む界面領域に供給する;
を含む方法。 - 前記単分子層が、実質的に空隙領域を含まず、単分子層が提供される前記酸化物表面の前記一部分の全体を覆うまで、段階(i)〜(v)を繰り返すことをさらに含む、請求項26に記載の方法。
- 前記「熱供給する段階」(v)が、約100℃を超える温度を有する環境に前記基板を設置することを含む、請求項26に記載の方法。
- 前記接触させる段階(ii)が、多量の前記有機酸溶液を前記基板表面の上に、前記多量の溶液の少なくともいくらかが基板表面上に溶液層を形成しうる条件下で分散させることによって行われる、請求項28に記載の方法。
- 前記溶液を除去する段階(iii)が、請求項10に記載の方法に従って行われる、請求項29に記載の方法。
- 前記接触させる段階(ii)が、多量の前記溶液中に浸された固定位置に前記基板を吊るすことによって行われる、請求項28に記載の方法。
- 前記接触させる段階(ii)および除去する段階(iii)が、請求項12に記載の方法に従って行われる、請求項31に記載の方法。
- 前記有機酸種が、モノ−、ジ−、および多官能ホスホン酸から選択される、請求項32に記載の方法。
- 前記有機酸種が、モノ−、ジ−、および多官能カルボン酸から選択される、請求項32に記載の方法。
- 請求項32に記載の方法によって提供される、高密度配向単分子層膜。
- 前記有機酸種が、オメガヒドロキシアルキルホスホン酸である、請求項32に記載の方法。
- 請求項36に記載の方法によって調製される、高密度配向単分子層膜。
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