JP3527438B2 - Polysilane chemically bonded to crystalline silicon surface and method for producing the same - Google Patents

Polysilane chemically bonded to crystalline silicon surface and method for producing the same

Info

Publication number
JP3527438B2
JP3527438B2 JP21590699A JP21590699A JP3527438B2 JP 3527438 B2 JP3527438 B2 JP 3527438B2 JP 21590699 A JP21590699 A JP 21590699A JP 21590699 A JP21590699 A JP 21590699A JP 3527438 B2 JP3527438 B2 JP 3527438B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polysilane
crystalline silicon
lithiated
main chain
chemically bonded
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 - Fee Related
Application number
JP21590699A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2001040095A (en
Inventor
一暁 古川
啓介 江幡
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.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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 Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP21590699A priority Critical patent/JP3527438B2/en
Publication of JP2001040095A publication Critical patent/JP2001040095A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3527438B2 publication Critical patent/JP3527438B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Silicon Polymers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、結晶シリコン表面
に、その主鎖末端で化学結合した、主鎖がケイ素から構
成される高分子化合物であるポリシラン、および結晶シ
リコン−ポリシラン結合体に関する。また、結晶シリコ
ン表面にその主鎖末端で化学結合したポリシランの製造
方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polysilane, which is a polymer compound having a main chain composed of silicon and chemically bonded to the surface of crystalline silicon at its main chain terminal, and a crystalline silicon-polysilane bond. Further, the present invention relates to a method for producing polysilane chemically bonded to the surface of crystalline silicon at its main chain terminal.

【0002】[0002]

【従来の技術】主鎖がケイ素のみから構成され、側鎖が
有機置換基から構成される高分子化合物であるポリシラ
ンは、主鎖を形成するケイ素−ケイ素単結合のσ電子が
主鎖全体に非局在化することにより、種々の半導体特性
を有する。実際、光伝導性[M.フジノ(M. Fujin
o)、ケミカルフィジックス・レターズ(Chem. Phys. L
ett.)、第136巻、第451頁(1987)]、高い
正孔移動度[M.アブコビッツ(M. Abkowitz)ほか、
ソリッド・ステート・コミュニケーション(Solid Stat
e Commun.)、第62巻、第547頁(1987)]、
電界発光[H.スズキ(H.Suzuki)、アドバンスド・マテ
リアルズ(Adv. Mat.)、第8巻、第657頁(199
6)]といった半導体特性が、ポリシラン薄膜を用いて
観測されている。有機半導体材料としてのポリシラン
は、電荷輸送材料や、紫外線光源材料として、実用化す
るための研究が盛んに行われている。
2. Description of the Related Art Polysilane, which is a polymer compound whose main chain is composed only of silicon and whose side chain is composed of organic substituents, has a σ electron of a silicon-silicon single bond forming the main chain throughout the main chain. By being delocalized, it has various semiconductor properties. In fact, photoconductivity [M. Fujino (M. Fujin
o), Chemical Physics Letters (Chem. Phys. L
et al., Vol. 136, p. 451 (1987)], high hole mobility [M. M. Abkowitz and others,
Solid State Communication (Solid Stat
e Commun.), Vol. 62, p. 547 (1987)],
Electroluminescence [H. Suzuki, Advanced Materials (Adv. Mat.), Volume 8, p.657 (199)
6)] has been observed using a polysilane thin film. Polysilane as an organic semiconductor material has been actively researched for practical use as a charge transport material and an ultraviolet light source material.

【0003】ポリシランが持つ特性のうちで、結晶シリ
コンと最も異なる特性は、ポリシランが紫外領域に非常
に鋭い発光を示すことである。これは、シリコン骨格の
低次元化に基づいてポリシランが直接遷移型のバンド構
造を持つことと、励起子の閉じ込め効果によってもたら
される。結晶シリコンは実際に使用されている半導体デ
バイスの中心をなす材料であるが、間接遷移型のバンド
構造を持つので発光特性を有さない。したがって、シリ
コンデバイスに発光機能を付加することが可能になれ
ば、新たな複合デバイスを構築できる可能性が高い。
Among the characteristics of polysilane, the most different characteristic from that of crystalline silicon is that polysilane exhibits extremely sharp light emission in the ultraviolet region. This is caused by the direct transition type band structure of polysilane based on the reduction of the silicon skeleton and the exciton confinement effect. Crystalline silicon is a material that forms the center of a semiconductor device that is actually used, but it does not have a light emitting property because it has an indirect transition type band structure. Therefore, if it becomes possible to add a light emitting function to a silicon device, there is a high possibility that a new composite device can be constructed.

【0004】このようなシリコンおよびシリコン化合物
からなる複合デバイスを構築する上で、複数のシリコン
骨格化合物、例えば結晶シリコンとポリシランの間に結
合を形成する手法は極めて重要である。結晶シリコンは
産業上最も有用な半導体材料であり、ドーパントの種類
や量によるキャリア型や抵抗値の制御性が極めて高く、
また表面構造の制御性も極めて高い。これに対してポリ
シランは、結晶シリコンには欠落している発光特性を有
する。さらに、ケイ素は資源量としても豊富であり(ク
ラーク数2位)、他の化合物半導体に用いられるような
毒性の高い元素、例えばヒ素やリン、に対する対策の必
要もない。よって、結晶シリコンとポリシランを含有す
る複合デバイスは、実用的かつ現実的な材料ともいえ
る。
In constructing such a composite device composed of silicon and a silicon compound, a method of forming a bond between a plurality of silicon skeleton compounds, for example, crystalline silicon and polysilane is extremely important. Crystalline silicon is the most useful semiconductor material in the industry, and it has extremely high controllability of carrier type and resistance depending on the type and amount of dopant.
The controllability of the surface structure is also extremely high. On the other hand, polysilane has a light emitting property which is lacking in crystalline silicon. Furthermore, silicon is also abundant as a resource amount (the Clark number is second highest), and it is not necessary to take measures against highly toxic elements such as arsenic and phosphorus used in other compound semiconductors. Therefore, it can be said that the composite device containing crystalline silicon and polysilane is a practical and realistic material.

【0005】さらに、近年になって、限界に近付きつつ
あるシリコン半導体微細加工技術に依存したデバイス開
発にかわる、単一分子のスケールメリットを活かした分
子素子開発が活発化している。このような目標に向かっ
ては、先ず単一分子を個々に取り扱うことからはじめな
くてはならない。しかしながら、通常アボガドロ数個
(〜1023個)程度ある分子のうちから、1個ないし数
個の分子を互いに独立に取り出すことは容易ではない、
単一分子を独立に基板上に固定するためには、分子1個
対分子1個の化学反応を用いることがひとつの方法であ
る。ポリシランのような半導体高分子を、その主鎖末端
で選択的に他の物質と化学結合させることが可能になれ
ば、ポリシラン自身の単一分子特性を利用した分子素子
の実現に役立つばかりでなく、ポリシランを2個あるい
はそれ以上の複数個の分子素子間をつなぐ分子導線とし
て利用することも可能と考えられる。
Furthermore, in recent years, the development of molecular elements utilizing the merit of single molecule scale has been activated in place of the device development depending on the silicon semiconductor microfabrication technology, which is approaching the limit. Toward such a goal, we must start by treating individual single molecules individually. However, it is not easy to take out one or several molecules independently of each other among several molecules (about 10 23 ) of Avogadro,
One method for independently immobilizing single molecules on a substrate is to use a chemical reaction of one molecule to one molecule. If it becomes possible to selectively chemically bond a semiconductor polymer such as polysilane to another substance at the end of its main chain, it will not only be useful for realizing a molecular device utilizing the single molecule characteristics of polysilane itself. It is considered possible to use polysilane as a molecular wire connecting two or more molecular devices.

【0006】ポリシランの末端を固体表面に化学結合に
より固定する方法には、例えばハロゲノアルキル基によ
り表面を修飾された固体表面上に、リチオ化ポリシラン
を反応させる方法が報告されている[江幡ほか、特願平
10−25992号、K.エバタ(K. Ebata)ほか、ジ
ャーナル・オブ・ジ・アメリカン・ケミカル・ソサイエ
ティー(J. Am. Chem. Soc.)、第120巻、第736
7頁(1998)]。シランカップリング法により修飾
した表面を提供するこの方法は、基板表面上に存在する
水酸基を利用している。従って、結晶シリコンを適当な
酸に浸し親水処理することにより表面に水酸基を形成す
れば、同手法が結晶シリコン表面にも適用できる。しか
しながらこの方法を用いると、親水処理の過程で結晶シ
リコン表面に100Å以上の酸化膜が同時に形成される
のを避けられない。
As a method for fixing the end of polysilane to a solid surface by a chemical bond, for example, a method of reacting a lithiated polysilane on a solid surface whose surface is modified with a halogenoalkyl group has been reported [Ebata et al. Japanese Patent Application No. 10-25992, K.K. K. Ebata and others, Journal of the American Chemical Society (J. Am. Chem. Soc.), Volume 120, 736
7 (1998)]. This method of providing a modified surface by the silane coupling method utilizes the hydroxyl groups present on the substrate surface. Therefore, the same method can be applied to the surface of crystalline silicon by forming a hydroxyl group on the surface by immersing crystalline silicon in an appropriate acid and subjecting it to hydrophilic treatment. However, when this method is used, it is inevitable that an oxide film of 100 Å or more is simultaneously formed on the surface of crystalline silicon during the hydrophilic treatment.

【0007】結晶シリコンとポリシランとからなる複合
デバイスを構築する上では、両者の間に生じる電子的な
相互作用を利用することが必要である。結晶シリコン表
面に存在する酸化膜は、両者の電子的相互作用を弱める
ように働く。従って、結晶シリコン表面に、その酸化膜
を介さずに、直接結合したポリシランが求められてい
る。さらに、ポリシランの単一分子を用いて分子素子の
開発をすすめる場合、ポリシランを、できればその両末
端で、例えばドープされた結晶シリコンのような電極に
結合させることは、非常に重要な技術であり、その実現
が望まれていた。
In constructing a composite device composed of crystalline silicon and polysilane, it is necessary to utilize the electronic interaction between the two. The oxide film existing on the surface of crystalline silicon works to weaken the electronic interaction between the two. Therefore, there is a demand for polysilane that is directly bonded to the surface of crystalline silicon without interposing the oxide film. Furthermore, when developing a molecular device using a single molecule of polysilane, it is a very important technique to bond the polysilane, preferably at both ends, to an electrode such as doped crystalline silicon. , The realization was desired.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、結晶
シリコン表面にポリシランをその主鎖末端で化学結合さ
せることは、新規で有用なシリコン骨格物質群を提供す
ることであるが、実現されてはいなかった。
As described above, the chemical bonding of polysilane to the surface of crystalline silicon at the main chain end thereof is to provide a new and useful group of silicon skeleton materials, but it has been realized. I didn't.

【0009】そこで本発明は、ポリシランの伝導性を支
配する主鎖の少なくとも一端を、伝導性の制御が広範囲
に可能な半導体である結晶シリコン表面に、短いメチレ
ン鎖のみを介して結合させたポリシランを提供すること
を目的とする。さらに、該結晶シリコンの表面に化学結
合したポリシランの製造方法を提供することを目的とし
ている。
In view of the above, according to the present invention, at least one end of the main chain that controls the conductivity of polysilane is bonded to the surface of crystalline silicon, which is a semiconductor whose conductivity can be controlled in a wide range, through only a short methylene chain. The purpose is to provide. Another object is to provide a method for producing polysilane chemically bonded to the surface of the crystalline silicon.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明の結晶シリコン表
面に化学結合したポリシランは、アルキル鎖を介して主
鎖の少なくとも一端を結晶シリコン表面に化学結合させ
ている。
In the polysilane chemically bonded to the surface of crystalline silicon of the present invention, at least one end of the main chain is chemically bonded to the surface of crystalline silicon through an alkyl chain.

【0011】好ましくは、本発明の結晶シリコン表面に
結合したポリシランは下記式
Preferably, the polysilane bonded to the crystalline silicon surface of the present invention has the following formula:

【0012】[0012]

【化5】 [Chemical 5]

【0013】[式中、R1、R2、R3、R4、R5はそれ
ぞれ独立に有機基、nは2以上の整数、mは1以上の整
数を示す]で表される、または下記式
[Wherein R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , and R 5 are each independently an organic group, n is an integer of 2 or more, and m is an integer of 1 or more], or The following formula

【0014】[0014]

【化6】 [Chemical 6]

【0015】[式中、R1、R2、R3、R4はそれぞれ独
立に有機基、lおよびnは2以上の整数、mは1以上の
整数を示す]で表される。
[Wherein R 1 , R 2 , R 3 and R 4 each independently represent an organic group, l and n represent an integer of 2 or more, and m represents an integer of 1 or more].

【0016】また、本発明の結晶シリコンと、該結晶シ
リコン表面に化学結合したポリシランとを備える結晶シ
リコン−ポリシラン結合体は、ポリシランがアルキル鎖
を介して主鎖の少なくとも一端を結晶シリコン表面に化
学結合させている。
Further, in the crystalline silicon-polysilane conjugate comprising the crystalline silicon of the present invention and polysilane chemically bonded to the surface of the crystalline silicon, the polysilane is chemically bonded to the surface of the crystalline silicon at least one end of the main chain through the alkyl chain. It is combined.

【0017】ここで、本発明の好ましい結晶シリコン−
ポリシラン結合体は、下記式
Here, the preferred crystalline silicon of the present invention is
The polysilane conjugate has the following formula

【0018】[0018]

【化7】 [Chemical 7]

【0019】[式中、R1、R2、R3、R4、R5はそれ
ぞれ独立に有機基、nは2以上の整数、mは1以上の整
数を示す]で表されるか、または下記式
[Wherein R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , and R 5 are each independently an organic group, n is an integer of 2 or more, and m is an integer of 1 or more], or Or the following formula

【0020】[0020]

【化8】 [Chemical 8]

【0021】[式中、R1、R2、R3、R4はそれぞれ独
立に有機基、lおよびnは2以上の整数、mは1以上の
整数を示す]で表される。
[Wherein, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are each independently an organic group, l and n are integers of 2 or more, and m is an integer of 1 or more].

【0022】さらに、本発明の結晶シリコン表面に化学
結合したポリシランの製造方法は、結晶シリコンの表面
のSi−Hと、X(CH2n-2CH=CH2(式中、n
は2以上の整数であり、Xはハロゲンである)とを反応
させて、X(CH2nSiを表面に形成して表面処理さ
れた結晶シリコンを製造する工程と、主鎖がケイ素から
構成されるポリシランの少なくとも一端をリチオ化した
構造を有するリチオ化ポリシランを製造する工程と、前
述の表面処理された結晶シリコンと、前述のリチオ化ポ
リシランとを反応させ、該リチオ化ポリシランの主鎖の
少なくとも一端を結晶シリコンの表面に化学結合させる
工程と、を備える。
Further, the method for producing polysilane chemically bonded to the surface of the crystalline silicon according to the present invention includes Si--H on the surface of the crystalline silicon and X (CH 2 ) n-2 CH = CH 2 (wherein n
Is an integer of 2 or more, and X is a halogen) to form X (CH 2 ) n Si on the surface to produce surface-treated crystalline silicon, and the main chain is made of silicon. A step of producing a lithiated polysilane having a structure in which at least one end of the polysilane to be formed is lithiated, and the above-mentioned surface-treated crystalline silicon and the above-mentioned lithiated polysilane are reacted to form a main chain of the lithiated polysilane. The step of chemically bonding at least one end to the surface of the crystalline silicon.

【0023】また、他の結晶シリコン表面に化学結合し
たポリシランの製造方法は、結晶シリコンの表面のSi
−Hと、X(CH2n-2CH=CH2(式中、nは2以
上の整数であり、Xはハロゲンである)およびCH
3(CH2k-2CH=CH2(式中、kは2以上の整数で
ある)の混合物とを反応させて、X(CH2nSiおよ
びCH3(CH2kSiを表面に形成して表面処理され
た結晶シリコンを製造する工程と、主鎖がケイ素から構
成されるポリシランの少なくとも一端をリチオ化した構
造を有するリチオ化ポリシランを製造する工程と、前述
の表面処理された結晶シリコンと、前述のリチオ化ポリ
シランとを反応させ、該リチオ化ポリシランの主鎖の少
なくとも一端を結晶シリコン表面に化学結合させる工程
と、を備える。
Further, another method for producing polysilane chemically bonded to the surface of crystalline silicon is as follows.
And -H, X (CH 2) n -2 CH = CH 2 ( wherein, n is an integer of 2 or more, X is halogen) and CH
X (CH 2 ) n Si and CH 3 (CH 2 ) k Si are reacted with a mixture of 3 (CH 2 ) k-2 CH═CH 2 (wherein k is an integer of 2 or more). The step of producing a surface-treated crystalline silicon formed on the surface, the step of producing a lithiated polysilane having a structure in which at least one end of a polysilane whose main chain is composed of silicon is lithiated, and the above-mentioned surface-treated Reacting the crystalline silicon with the above-mentioned lithiated polysilane to chemically bond at least one end of the main chain of the lithiated polysilane to the surface of the crystalline silicon.

【0024】ここで、上述した2つの製造方法中のリチ
オ化ポリシランを製造する工程は、ポリシラン高分子を
リチウム試薬を用いて主鎖のケイ素−ケイ素結合を切断
することによって行うこともできる。
Here, the step of producing the lithiated polysilane in the above-mentioned two production methods can also be carried out by cleaving the silicon-silicon bond of the main chain of the polysilane polymer using a lithium reagent.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described in detail below.

【0026】本発明の、結晶シリコンの表面に主鎖末端
で化学結合した一次元半導体であるポリシランは、下記
式で表される。
The polysilane of the present invention, which is a one-dimensional semiconductor chemically bonded to the surface of crystalline silicon at the main chain terminal, is represented by the following formula.

【0027】[0027]

【化9】 [Chemical 9]

【0028】[式中、R1、R2、R3、R4はそれぞれ独
立に有機基、lおよびnは2以上の整数、mは1以上の
整数を表す] この結晶シリコンに結合したポリシランを製造する方法
を、説明を容易にするため、l=nの場合を例にして図
1および図2を参照しながら説明する。
[Wherein R 1 , R 2 , R 3 and R 4 each independently represent an organic group, l and n represent an integer of 2 or more, and m represents an integer of 1 or more] Polysilane bonded to the crystalline silicon In order to facilitate the description, a method of manufacturing the will be described with reference to FIGS. 1 and 2 by taking the case of 1 = n as an example.

【0029】まず、結晶シリコン基板に主鎖末端の一方
が共有結合したポリシランの製造を説明する。結晶シリ
コン基板の表面に化学反応を用いて反応活性点を作成す
る。つまり結晶シリコン基板(1)の表面に存在するS
i−H結合に、末端にハロゲンを有する1−アルケン
(2)を付加して表面をハロゲノアルキル化して表面処
理された結晶シリコン基板(3)を作成する(図1
(a))。次いで、主鎖がケイ素から構成されるポリシ
ランの一端をリチオ化して反応活性にしたリチオ化ポリ
シラン(4)を、ハロゲノアルキル化した結晶シリコン
基板(3)と反応させる。この反応によって、主鎖末端
の一方が結晶シリコンと共有結合したポリシラン(6)
が製造される(図2(a))。
First, the production of polysilane in which one of the main chain ends is covalently bonded to a crystalline silicon substrate will be described. A reaction active point is created on the surface of the crystalline silicon substrate by using a chemical reaction. That is, S existing on the surface of the crystalline silicon substrate (1)
A surface-treated crystalline silicon substrate (3) is prepared by adding 1-alkene (2) having a halogen at the terminal to the i-H bond to halogenoalkylate the surface (FIG. 1).
(A)). Next, the lithiated polysilane (4), which has been made active by lithiating one end of the polysilane whose main chain is composed of silicon, is reacted with the halogenoalkylated crystalline silicon substrate (3). By this reaction, polysilane (6) in which one of the main chain ends is covalently bonded to crystalline silicon (6)
Is manufactured (FIG. 2A).

【0030】次に、結晶シリコン基板に主鎖末端の両方
が共有結合したポリシランの製造を説明する。上述した
ポリシランの主鎖末端の一方が結晶シリコン基板に結合
した場合と同様に、表面をハロゲノアルキル化して表面
処理された結晶シリコン基板(3)を作成する(図1
(a))。次いで、主鎖がケイ素から構成されるポリシ
ランの末端の両方をリチオ化して反応活性にしたリチオ
化ポリシラン(5)を、ハロゲノアルキル化した結晶シ
リコン基板(3)と反応させる。この反応によって、主
鎖末端の両方が結晶シリコンと共有結合したポリシラン
(7)が製造される(図2(b))。
Next, the production of polysilane in which both ends of the main chain are covalently bonded to the crystalline silicon substrate will be described. Similar to the case where one of the main chain ends of the polysilane is bonded to the crystalline silicon substrate, the surface is halogenoalkylated to prepare a surface-treated crystalline silicon substrate (3) (FIG. 1).
(A)). Then, the lithiated polysilane (5), which is made reactive by lithiating both ends of the polysilane whose main chain is composed of silicon, is reacted with the halogenoalkylated crystalline silicon substrate (3). By this reaction, polysilane (7) having both ends of the main chain covalently bonded to crystalline silicon is produced (FIG. 2 (b)).

【0031】ここで、表面処理された結晶シリコン基板
として、末端にハロゲンを有する1−アルケン(2)と
末端にハロゲンを有さない1−アルケン(8)との混合
溶液からハロゲノアルキル化した結晶シリコン基板
(9)を用いてもよい(図1(b))。末端にハロゲン
を有する1−アルケンと末端にハロゲンを有さない1−
アルケンとの混合比を変化させることによって、反応活
性点密度の異なる表面処理された結晶シリコン基板が得
られる。
Here, as the surface-treated crystalline silicon substrate, a halogenoalkylated crystal from a mixed solution of a 1-alkene (2) having a halogen at a terminal and a 1-alkene (8) having no halogen at a terminal is used. A silicon substrate (9) may be used (FIG. 1 (b)). 1-alkene having a halogen at the terminal and 1-alkene having no halogen at the terminal
By changing the mixing ratio with the alkene, surface-treated crystalline silicon substrates having different reaction active point densities can be obtained.

【0032】図1(a)に示す結晶シリコン基板の表面
の反応活性点の生成は、例えば以下の方法に基づいて行
うことができる。通常、結晶シリコン表面は酸化膜で覆
われている。これをフッ化アンモニウム水溶液中でエッ
チングすることにより、酸化膜が除去でき結晶シリコン
基板表面がSi−Hで終端することが報告されている
[G.S.ヒガシ(G. S. Higashi)ほか、アプライド
・フィジックス・レターズ(Appl. Phys. Lett.)、第
56巻、第656頁(1990)]。水素で終端した結
晶シリコン表面のSi−Hと1−アルケンCH3(C
2nC=CH2とは、光照射により1−アルケンの炭
素−炭素二重結合がSi−Hに効率良く付加することが
報告されている[F.エッフェンバーガー(F. Effenbe
rger)ほか、アンゲバンテ・へミー・インターナショナ
ル・エディション・イン・イングリッシュ(Angew. Che
m. Int. Ed. Engl.)、第37巻、第2462頁(19
98)]。
The reaction active points on the surface of the crystalline silicon substrate shown in FIG. 1 (a) can be generated by the following method, for example. Usually, the surface of crystalline silicon is covered with an oxide film. It has been reported that by etching this in an aqueous solution of ammonium fluoride, the oxide film can be removed and the surface of the crystalline silicon substrate is terminated with Si—H [G. S. GS Higashi et al., Applied Physics Letters (Appl. Phys. Lett.), Volume 56, pp. 656 (1990)]. Si-H and 1-alkene CH 3 (C on the surface of crystalline silicon terminated with hydrogen)
H 2 ) n C═CH 2 is reported to efficiently add a carbon-carbon double bond of 1-alkene to Si—H by light irradiation [F. Effenbeer (F. Effenbe
rger), and Angewante Chemie International Edition in English (Angew. Che
m. Int. Ed. Engl.), 37, 2462 (19).
98)].

【0033】この反応を、末端の一方にハロゲンを有し
もう一方に炭素−炭素二重結合を有しているω−ハロゲ
ノ−1−アルケンX(CH2nー2C=H2に適用するこ
とにより、結晶シリコン表面上に反応性のω−ハロゲノ
アルキル基X(CH2n−を化学結合させることができ
る。
This reaction is applied to a ω-halogeno-1-alkene X (CH 2 ) n-2 C = H 2 having a halogen at one end and a carbon-carbon double bond at the other end. By doing so, the reactive ω-halogenoalkyl group X (CH 2 ) n- can be chemically bonded to the surface of the crystalline silicon.

【0034】さらに、末端をハロゲン化した1−アルケ
ン(2)のみを使用するかわりに、末端をハロゲン化し
た1−アルケン(2)とハロゲン化していない1−アル
ケン(8)との混合物を使用することにより、結晶シリ
コン基板の表面の反応活性点の密度を制御することがで
きる(図1(b))。
Further, instead of using only the terminal halogenated 1-alkene (2), a mixture of terminal halogenated 1-alkene (2) and non-halogenated 1-alkene (8) is used. By doing so, the density of reaction active points on the surface of the crystalline silicon substrate can be controlled (FIG. 1 (b)).

【0035】末端の一方をリチオ化したポリシラン
(4)は、例えば新規ポリシラン合成法として報告され
た「マスクされたジシレンのアニオン重合法」「K.サ
カモト(K. Sakamoto)ほか、ジャーナル・オブ・ジ・
アメリカン・ケミカル・ソサイエティー(J. Am. Chem.
Soc.)、第111巻、第7641頁(1989)」に
より生成することができる。すなわち4つの有機基を有
するジシレンのビフェニル架橋体(ビフェニルでマスク
したジシレン)である1−フェニル−7,7,8,8−
テトラアルキル−7,8−ジシラビシクロ[2.2.
2]オクタ−2,5−ジエンをアルゴンなどの不活性ガ
ス雰囲気下、テトラヒドロフラン溶媒中、触媒量の有機
リチウム試薬を加え、アニオン重合を開始させることに
より、速やかに末端をリチオ化したポリシランが生成す
る。
The polysilane (4) having one end lithiated can be prepared, for example, by "K. Sakamoto" et al., "The anionic polymerization method of masked disilene" reported as a novel polysilane synthesis method, Journal of. The
American Chemical Society (J. Am. Chem.
Soc.), Vol. 111, page 7641 (1989) ". That is, 1-phenyl-7,7,8,8-, which is a biphenyl cross-linked product of disilene having four organic groups (disilene masked with biphenyl).
Tetraalkyl-7,8-disilabicyclo [2.2.
2] Octa-2,5-diene is added to a tetrahydrofuran solvent in an atmosphere of an inert gas such as argon, and a catalytic amount of an organolithium reagent is added to initiate anionic polymerization, thereby rapidly producing a polysilane having a lithiated terminal. To do.

【0036】また別法として、我々は新規にポリシラン
高分子をリチウム試薬を用いて切断することにより末端
をリチオ化したポリシランの合成法を開発した。例え
ば、アルゴンなどの不活性ガス雰囲気下、ポリ(メチル
フェニルシラン)のテトラヒドロフラン溶液に、メチル
リチウムを少量加えることにより主鎖のケイ素−ケイ素
結合が切断されて、末端がリチオ化したポリシランが生
成する。上述の「マスクされたジシレンのアニオン重合
法」では末端の一方だけがリチオ化したポリシラン
(4)のみが生成するだけであったが、この方法を用い
ると、末端の一方だけがリチオ化したポリシラン(4)
に加えて両末端がリチオ化したポリシラン(5)も同時
に得られることを特徴とする。
As another method, we have newly developed a method for synthesizing a polysilane having a terminal lithiated by cleaving a polysilane polymer with a lithium reagent. For example, in an atmosphere of an inert gas such as argon, a small amount of methyllithium is added to a tetrahydrofuran solution of poly (methylphenylsilane) to break the silicon-silicon bond in the main chain, thereby producing a polysilane having a lithiated terminal. . In the above-mentioned “anionic polymerization method of masked disilene”, only polysilane (4) having only one end lithiated was produced. However, when this method is used, polysilane having only one end lithiated is produced. (4)
In addition to that, polysilane (5) having both ends lithiated can be obtained at the same time.

【0037】次にこれらの末端の一方がリチオ化された
ポリシラン溶液(4)に、アルゴンなどの不活性ガス雰
囲気下、ハロゲノアルキル化して表面処理された結晶シ
リコン表面を浸漬すると、ポリシラン末端がアルキル基
を介して結晶シリコン表面に化学結合し、本発明の結晶
シリコン表面に化学結合したポリシラン(6)を得る
(図2(a))。
Next, the surface of the crystalline silicon surface-treated by halogenoalkylation is immersed in a polysilane solution (4) in which one of these terminals is lithiated in an inert gas atmosphere such as argon. Polysilane (6) chemically bonded to the surface of the crystalline silicon via the group to obtain the polysilane (6) chemically bonded to the surface of the crystalline silicon of the present invention (FIG. 2A).

【0038】また、同様にして両端がリチオ化されたポ
リシラン溶液(5)から本発明の結晶シリコン表面に化
学結合したポリシラン(7)を得る(図2(b))。
Similarly, polysilane (7) chemically bonded to the surface of crystalline silicon of the present invention is obtained from a polysilane solution (5) whose both ends are lithiated (FIG. 2 (b)).

【0039】もちろん、主鎖末端がリチオ化されたポリ
シラン(4)および(5)を混合し、同一結晶シリコン
上に、主鎖末端の一方が結合したポリシランと主鎖末端
の両方が結合したポリシランを製造することもできる。
Of course, polysilanes (4) and (5) whose main chain ends are lithiated are mixed, and polysilane having one of the main chain ends bonded and polysilane having both main chain ends bonded on the same crystalline silicon. Can also be manufactured.

【0040】図1および図2ではl=nの場合、つまり
末端にハロゲンを有する1−アルケン(2)が一種類の
場合について説明したが、l≠nの場合、つまり末端に
ハロゲンを有する1−アルケン(2)が2種類以上ある
場合も同様にして、結晶シリコンに結合したポリシラン
を製造することができる。
1 and 2, the case where l = n, that is, the case where there is one kind of 1-alkene (2) having a halogen at the terminal has been described. However, when l ≠ n, that is, 1 having a halogen at the terminal In the case where there are two or more kinds of alkenes (2), polysilane bonded to crystalline silicon can be produced in the same manner.

【0041】以下、実施例にて本発明について具体的に
詳述するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもの
ではない。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

【0042】[0042]

【実施例】[実施例1]本実施例では、図2(a)の
(4)のR1〜R4のうち3個がメチル基、1個がn−プ
ロピル基、R5がn−ブチル基であるポリ(n−プロピ
ルトリメチルジシレン)の、結晶シリコン表面への固定
化を示す。
EXAMPLES Example 1 In this example, three of R 1 to R 4 in (4) of FIG. 2A are methyl groups, one is an n-propyl group, and R 5 is n-. 6 shows immobilization of poly (n-propyltrimethyldisilene), which is a butyl group, on the surface of crystalline silicon.

【0043】[1]11−臭化−1−ウンデシル基が結
合した結晶シリコン基板の作成 10mm角に切断したシリコン(111)ウェハーを3
0%過酸化水素:硫酸=1:4混合酸中に30分間にわ
たって浸漬して洗浄し、さらに純水を用いて洗浄した。
次いで、これをさらにフッ化アンモニウム水溶液(40
%)に3分間にわたって浸漬し、引き続き純水を用いて
洗浄をし、酸化膜が除去され水素で終端したシリコン表
面を有する基板(図1(1))を得た。この基板を、1
1−臭化−1−ウンデセン(Br(CH29C=C
2)(図1(2))中に浸漬し、高圧水銀灯を12時
間にわたって照射した。引き続きこの基板をテトラヒド
ロフラン、アセトンを用いて順次洗浄し、風乾した。こ
のようにして表面がハロゲノアルキル化された結晶シリ
コン基板(図1(3))を得た。
[1] The 11-bromide-1-undecyl group is bonded.
Preparation of combined crystalline silicon substrate 3 silicon (111) wafers cut into 10 mm square
It was immersed in 0% hydrogen peroxide: sulfuric acid = 1: 4 mixed acid for 30 minutes for cleaning, and further washed with pure water.
Then, this is further added with an ammonium fluoride aqueous solution (40
%) For 3 minutes, followed by washing with pure water to obtain a substrate (FIG. 1 (1)) having a silicon surface with the oxide film removed and terminated with hydrogen. This board is 1
1-bromide-1-undecene (Br (CH 2) 9 C = C
H 2 ) (Fig. 1 (2)) and was irradiated with a high pressure mercury lamp for 12 hours. Subsequently, the substrate was washed successively with tetrahydrofuran and acetone and air dried. Thus, a crystalline silicon substrate whose surface was halogenoalkylated (FIG. 1C) was obtained.

【0044】[2]ポリ(n−プロピルトリメチルジシ
レン)の結晶シリコン表面への固定化 図3に示すような、反応装置11を用いて、末端がリチ
オ化したポリ(n−プロピルトリメチルジシレン)の調
製を行い、引き続いてこのリチオ化ポリ(n−プロピル
トリメチルジシレン)と[1]で得られた結晶シリコン
基板の表面との反応を以下のように行った。
[2] Poly (n-propyltrimethyldisi)
Immobilization of poly (n-propyltrimethyldisilene) on the surface of crystalline silicon using a reactor 11 as shown in FIG. The reaction between (n-propyltrimethyldisilene) and the surface of the crystalline silicon substrate obtained in [1] was performed as follows.

【0045】反応装置11は、反応容器(A)12と反
応装置(B)13とを備えている。反応容器12はパイ
レックス(登録商標)ガラス製であり、ガラス栓14が
されており、側壁からラインが二つでている。一方は真
空ラインに繋がり、一方は反応容器13につながってい
る。反応容器12と反応容器13は回転可能なジョイン
ト15によってつながっている。反応容器13はパイレ
ックスガラス製であり、セプタムラバー栓16がされ、
内部に磁気撹拌子17を具えている。
The reaction device 11 comprises a reaction container (A) 12 and a reaction device (B) 13. The reaction vessel 12 is made of Pyrex (registered trademark) glass, has a glass stopper 14, and has two lines from the side wall. One is connected to the vacuum line and the other is connected to the reaction vessel 13. The reaction container 12 and the reaction container 13 are connected by a rotatable joint 15. The reaction vessel 13 is made of Pyrex glass and has a septum rubber stopper 16.
A magnetic stirrer 17 is provided inside.

【0046】まず、反応容器12に[1]で得られた表
面処理された基板18を置き、反応容器13に1−フェ
ニル−7−n−プロピル−7,8,8−トリメチル−
7,8−ジシラビシクロ[2.2.2]オクタ−2,5
−ジエンおよび1−フェニル−8−n−プロピルー7,
7,8−トリメチル−7,8−ジシラビシクロ[2.
2.2]オクタ−2,5−ジエンの混合物(750m
g)を入れ、全体を真空にした。次いで、反応容器13
を液体窒素を用いて冷却し、真空ラインを通じて乾燥テ
トラヒドロフラン(8mL)を反応容器13に導入し
た。これを室温に戻し、反応容器13内の化合物を撹拌
しながら溶解させることにより、均一な溶液にした後、
再び凍結脱気を繰り返して溶存空気を除去した後、アル
ゴン雰囲気とした。ここに、室温にてn−ブチルリチウ
ムのヘキサン溶液(1.54mol/L、0.1mL)
を一気に加え、撹拌することにより重合を開始させて、
反応容器13に濃赤色のリチオ化ポリ(n−プロピルト
リメチルジシレン)(図2(4))のテトラヒドロフラ
ン溶液を調製した。
First, the surface-treated substrate 18 obtained in [1] was placed in the reaction vessel 12, and 1-phenyl-7-n-propyl-7,8,8-trimethyl- was placed in the reaction vessel 13.
7,8-Disilabicyclo [2.2.2] octa-2,5
-Diene and 1-phenyl-8-n-propyl-7,
7,8-Trimethyl-7,8-disilabicyclo [2.
2.2] Octa-2,5-diene mixture (750 m
g) was added and the whole was evacuated. Then, the reaction vessel 13
Was cooled with liquid nitrogen, and dry tetrahydrofuran (8 mL) was introduced into the reaction vessel 13 through a vacuum line. After returning this to room temperature and dissolving the compound in the reaction vessel 13 with stirring to form a uniform solution,
Freezing and deaeration were repeated again to remove dissolved air, and then an argon atmosphere was created. Here, at room temperature, a hexane solution of n-butyllithium (1.54 mol / L, 0.1 mL)
Was added all at once and the polymerization was started by stirring,
A deep red tetrahydrofuran solution of lithiated poly (n-propyltrimethyldisilene) (FIG. 2 (4)) was prepared in the reaction vessel 13.

【0047】重合開始から1分後、反応容器13中の溶
液を反応容器12に回転可能なジョイント15を通して
空気にさらすことなく注ぎ、リチオ化ポリシランと
[1]で得られた表面処理された基板18の表面とを反
応させた。溶液を注ぎ終えてから1分後に、反応容器1
2中にエタノールを1滴加え、大過剰に存在するリチオ
化ポリシランを失活させた。得られた結晶シリコン基板
を、ポリシランに対する溶解力の非常に強いトルエン中
に16時間以上浸漬することにより洗浄を行った。これ
によって、基板表面に化学結合していないポリ(n−プ
ロピルトリメチルシレン)は、基板上から完全に除去で
きた。
After 1 minute from the initiation of the polymerization, the solution in the reaction vessel 13 was poured into the reaction vessel 12 through the rotatable joint 15 without being exposed to the air, and the surface-treated substrate obtained with the lithiated polysilane and [1] was used. 18 surfaces were reacted. 1 minute after pouring the solution, the reaction vessel 1
A drop of ethanol was added to 2 to deactivate the lithiated polysilane that was present in a large excess. The obtained crystalline silicon substrate was washed by immersing it in toluene having a very strong dissolving power for polysilane for 16 hours or more. As a result, poly (n-propyltrimethylsilene) not chemically bonded to the substrate surface could be completely removed from the substrate.

【0048】このようにして、結晶シリコン表面にその
一端を化学結合させたポリ(n−プロピルトリメチルジ
シレン)(図2(6))を得た。
Thus, poly (n-propyltrimethyldisilene) having one end chemically bonded to the surface of crystalline silicon (FIG. 2 (6)) was obtained.

【0049】図4に得られた基板の発光スペクトルを示
す。励起波長を325nmとした場合、345nmにピ
ークを有する発光スペクトルを観測した。これは、ポリ
(n−プロピルトリメチルジシレン)に特徴的な発光ス
ペクトルである。したがって、結晶シリコン基板表面に
一端を結合したポリ(n−プロピルトリメチルジシレ
ン)が存在していることが示される。
FIG. 4 shows the emission spectrum of the obtained substrate. When the excitation wavelength was 325 nm, an emission spectrum having a peak at 345 nm was observed. This is the emission spectrum characteristic of poly (n-propyltrimethyldisilene). Therefore, it is shown that poly (n-propyltrimethyldisilene) having one end bonded is present on the surface of the crystalline silicon substrate.

【0050】また、図5に原子間力顕微鏡によって観測
した、得られた結晶シリコン基板表面を示した。図5
中、シリコン基板表面上に一様に観測される直径約20
nm、高さ約3nmの点がポリ(n−プロピルトリメチ
ルジシレン)一本鎖に対応しており、基板表面上にポリ
シランを確認することができた。
Further, FIG. 5 shows the surface of the obtained crystalline silicon substrate observed by an atomic force microscope. Figure 5
Medium, diameter of approximately 20 observed uniformly on the surface of the silicon substrate
nm and a height of about 3 nm correspond to the poly (n-propyltrimethyldisilene) single chain, and polysilane could be confirmed on the substrate surface.

【0051】なお、基板表面上に化学結合したポリ(n
−プロピルトリメチルジシレン)の分子量分布は、エタ
ノールから再沈殿させたポリマーのゲルパーミエーショ
ンクロマトグラフィーを測定することにより推定でき
た。ポリスチレン換算で数平均分子量Mn=3200
0、重量平均分子量Mw=48000、分散度Mw/Mn
=1.5であった。
It should be noted that poly (n
The molecular weight distribution of -propyltrimethyldisilene) could be estimated by measuring the gel permeation chromatography of the polymer reprecipitated from ethanol. Number average molecular weight M n = 3200 in terms of polystyrene
0, weight average molecular weight M w = 48,000, dispersity M w / M n
Was 1.5.

【0052】[実施例2〜4]異なる活性点の密度を有
するシリコン基板を用いてのポリ(ジ−n−ヘキシルシ
ラン)の片末端および両末端での固定化を示す。
[Examples 2 to 4] The immobilization of poly (di-n-hexylsilane) at one end and both ends using silicon substrates having different active site densities is shown.

【0053】[1]異なる活性点の密度を有する結晶シ
リコン基板の作成 実施例1の[1]と同様にして、酸化膜が除去され水素
で終端されたシリコン表面を有する基板(図1(1))
を3枚得た。これらの基板をそれぞれ、種々の混合比の
11−臭化−1−ウンデセン(図1(2))と1−ドデ
セン(図1(8))混合溶媒中に浸漬し、高圧水銀灯を
12時間にわたって照射した。ここで、11−臭化−1
−ウンデセンと1−ドデセンとの混合比が100:0
(反応活性点密度100%)の結晶シリコン基板(図1
(3))に対するものを実施例2とし、10:90(反
応活性点密度10%)の結晶シリコン基板(図1
(9))に対するものを実施例3とし、1:99(反応
活性点密度1%)の結晶シリコン基板(図1(9))に
対するものを実施例3とした。引き続きこれらの基板を
テトラヒドロフラン、アセトンを用いて順次洗浄し、風
乾した。このようにして反応活性点の密度が異なる表面
処理された基板を得た。
[1] Crystal lines having different active site densities
Preparation of Recon Substrate In the same manner as in [1] of Example 1, a substrate having a silicon surface with an oxide film removed and terminated with hydrogen (FIG. 1 (1)).
Was obtained. Each of these substrates was immersed in a mixed solvent of 11-bromide-1-undecene (Fig. 1 (2)) and 1-dodecene (Fig. 1 (8)) of various mixing ratios, and a high pressure mercury lamp was used for 12 hours. Irradiated. Where 11-bromide-1
-The mixing ratio of undecene and 1-dodecene is 100: 0.
(Reactive active point density 100%) crystalline silicon substrate (Fig. 1
Example 3 is for (3)) and a crystalline silicon substrate of 10:90 (reaction active point density 10%) (FIG. 1).
Example 3 was for (9)), and Example 3 was for a crystalline silicon substrate of 1:99 (reaction active point density 1%) (FIG. 1 (9)). Subsequently, these substrates were sequentially washed with tetrahydrofuran and acetone and air dried. In this way, surface-treated substrates having different density of reactive sites were obtained.

【0054】[2]ジ−t−ブチルビフェニルリチウム
の調製 真空ラインに接続され、磁気撹拌子を備えた円筒型フラ
スコに、ジ−t−ブチルビフェニル50mgと金属リチ
ウム1mgを入れ、全体を真空にした。次いで、この円
筒型フラスコを液体窒素を用いて冷却し、真空ラインを
通じて乾燥テトラヒドロフラン3mLを円筒型フラスコ
に導入した。凍結脱気を2回繰り返して溶存酸素を除去
した後、全体をアルゴン雰囲気にした。これを0℃に保
ちながら撹拌して、金属リチウムとジーt−ブチルビフ
ェニルとの反応を行った。このようにして、ジ−t−ブ
チルビフェニルリチウムを濃緑色のテトラヒドロフラン
溶液として得た。
[2] Di-t-butylbiphenyllithium
Preparation of a cylindrical flask equipped with a magnetic stir bar and connected to a vacuum line was charged with 50 mg of di-t-butylbiphenyl and 1 mg of lithium metal, and the whole was evacuated. Next, this cylindrical flask was cooled with liquid nitrogen, and 3 mL of dry tetrahydrofuran was introduced into the cylindrical flask through a vacuum line. Freezing and degassing were repeated twice to remove dissolved oxygen, and then the whole was placed in an argon atmosphere. This was stirred while maintaining it at 0 ° C., and reaction between metallic lithium and di-t-butylbiphenyl was performed. In this way, di-t-butylbiphenyllithium was obtained as a dark green tetrahydrofuran solution.

【0055】[3]ポリ(ジ−n−ヘキシルシラン)の
結晶シリコン表面への固定化 ポリ(ジ−n−ヘキシルシラン)の結晶シリコン表面へ
の固定化に、反応装置11を用いた。
[3] of poly (di-n-hexylsilane)
Immobilization on the surface of crystalline silicon A reactor 11 was used to immobilize poly (di-n-hexylsilane) on the surface of crystalline silicon.

【0056】反応容器12に[1]で得られた表面処理
された基板18を置き、反応容器13にポリ(ジ−n−
ヘキシルシラン)(Mn=523000、Mw=2520
000、ポリスチレン標準)50mgを入れ全体を真空
した。次いで、反応容器13を液体窒素を用いて冷却
し、真空ラインを通して乾燥テトラヒドロフラン10m
Lを反応容器13に導入した。これを室温に戻し、反応
容器13内の化合物を撹拌しながらポリ(ジ−n−ヘキ
シルシラン)を溶解させることにより均一な溶液にし、
再び凍結脱気を繰り返して溶存空気を除去した後、アル
ゴン雰囲気とした。これに[2]で調製した触媒のジ−
t−ブチルビフェニルリチウムのテトラヒドロフラン溶
液数滴を加え、撹拌しながらポリ(ジ−n−ヘキシルシ
ラン)の主鎖のケイ素−ケイ素結合を切断してリチオ化
ポリシランを調製した。
The surface-treated substrate 18 obtained in [1] is placed in the reaction vessel 12, and poly (di-n-
Hexylsilane) (M n = 523000, M w = 2520)
000, polystyrene standard) 50 mg was put and the whole was evacuated. Then, the reaction vessel 13 was cooled with liquid nitrogen, and dried tetrahydrofuran 10 m through a vacuum line.
L was introduced into the reaction vessel 13. This is returned to room temperature, and the compound in the reaction vessel 13 is stirred to dissolve poly (di-n-hexylsilane) to form a uniform solution,
Freezing and deaeration were repeated again to remove dissolved air, and then an argon atmosphere was created. The catalyst di-prepared in [2]
A few drops of a tetrahydrofuran solution of t-butylbiphenyllithium was added, and the silicon-silicon bond in the main chain of poly (di-n-hexylsilane) was cleaved while stirring to prepare a lithiated polysilane.

【0057】ここで、実施例1で述べたリビングアニオ
ン重合で得られるリチオ化ポリシランが、主鎖末端の一
方のみがリチオ化されて反応活性であるのに対し、実施
例2〜4で得られるリチオ化ポリシランは原料がポリシ
ラン一分子の複数箇所で切断されリチオ化される可能性
を含むために、主鎖末端の一方および両方がリチオ化さ
れたポリシランを得ることが可能である。
Here, while the lithiated polysilane obtained by living anionic polymerization described in Example 1 is reactive because only one of the main chain ends is lithiated, it is obtained in Examples 2-4. Since the lithiated polysilane contains the possibility that the raw material is cleaved and lithiated at multiple points of one molecule of the polysilane, it is possible to obtain a polysilane in which one and both ends of the main chain are lithiated.

【0058】反応容器13中の溶液が黄色を帯びリチオ
化ポリシランの生成を確認したら、ただちにこれを反応
容器12に回転可能なジョイント15を通して空気にさ
らすことなく注ぎ、リチオ化ポリシランと[1]で製造
した各活性濃度の基板表面とを反応させた。溶液を注ぎ
終えてから3分後に、反応容器12中にn−ブタノール
を1滴加え、大過剰に存在するリチオ化ポリシランを失
活させた。結晶シリコン基板は、ポリ(ジ−n−ヘキシ
ルシラン)に対する溶解力の非常に強いイソオクタン中
で、40℃にて16時間以上浸漬することにより洗浄を
行った。これによって、基板表面に化学結合していない
ポリシランは、基板上から完全に除去できた。
As soon as the solution in the reaction vessel 13 became yellowish and formation of the lithiated polysilane was confirmed, it was immediately poured into the reaction vessel 12 through the rotatable joint 15 without exposure to air, and the lithiated polysilane and [1] were added. The prepared substrate surface of each active concentration was reacted. Three minutes after the completion of pouring the solution, one drop of n-butanol was added to the reaction vessel 12 to deactivate the lithiated polysilane that was present in a large excess. The crystalline silicon substrate was washed by immersing it in isooctane, which has a very strong dissolving power for poly (di-n-hexylsilane), at 40 ° C. for 16 hours or more. As a result, the polysilane that was not chemically bonded to the substrate surface could be completely removed from the substrate.

【0059】このようにして、結晶シリコン表面にその
一端および両端を化学結合させたポリ(ジ−n−ヘキシ
ルシラン)を得た。
In this manner, poly (di-n-hexylsilane) having its one end and both ends chemically bonded to the surface of crystalline silicon was obtained.

【0060】図6に原子間力顕微鏡によって確認した、
得られた結晶シリコン基板表面に結合したポリシランを
示す。図6(a)は実施例2、図6(b)は実施例3、
および図6(c)は実施例4で得られた結晶シリコン基
板表面を表している。図6からわかるように、反応活性
点密度に対応して、シリコン基板表面上に一様に観測さ
れる半径100nm、高さ1nmの斑点状の像の密度が
変化している。このことは、用いる基板の反応活性密度
を制御することによって、結晶シリコン表面に結合する
ポリシランの密度を制御できることを示している。
Confirmed by an atomic force microscope in FIG.
The polysilane bonded to the surface of the obtained crystalline silicon substrate is shown. FIG. 6A is a second embodiment, FIG. 6B is a third embodiment,
And FIG. 6 (c) shows the surface of the crystalline silicon substrate obtained in Example 4. As can be seen from FIG. 6, the density of the spot-like image with a radius of 100 nm and a height of 1 nm, which is uniformly observed on the surface of the silicon substrate, changes corresponding to the reaction active point density. This indicates that the density of polysilane bonded to the surface of crystalline silicon can be controlled by controlling the reaction activity density of the substrate used.

【0061】なお、基板表面上に化学結合したポリ(ジ
−n−ヘキシルシラン)の分子量分布は、反応終了時の
テトラヒドロフラン溶液のゲルパーミエーションクロマ
トグラフィーを測定することにより推定できる。反応終
了時のポリ(ジ−n−ヘキシルシラン)はポリスチレン
換算で数平均分子量Mn=96000、重量平均分子量
w=629000、分散Mw/Mn=6.55であっ
た。
The molecular weight distribution of poly (di-n-hexylsilane) chemically bonded to the surface of the substrate can be estimated by measuring the gel permeation chromatography of the tetrahydrofuran solution at the end of the reaction. At the end of the reaction, poly (di-n-hexylsilane) had a number average molecular weight Mn of 96000, a weight average molecular weight Mw of 629000, and a dispersion Mw / Mn of 6.55 in terms of polystyrene.

【0062】[実施例5および6]濃度の異なるリチオ
化ポリシランのテトラヒドロフラン溶液を用いたポリ
[n−デシル{(S)−2−メチルブチル}シラン]の
片末端および両末端での固定化を示す。また、基板に結
合したポリシランの紫外可視吸収スペクトルを分析する
ために、参考例として結晶シリコン基板の変わりに石英
基板を用いたもの(参考例1および2)も製造した。
[Examples 5 and 6] The immobilization of poly [n-decyl {(S) -2-methylbutyl} silane] at one end and both ends thereof using tetrahydrofuran solutions of lithiated polysilane having different concentrations is shown. . Further, in order to analyze the ultraviolet-visible absorption spectrum of the polysilane bonded to the substrate, a quartz substrate was used instead of the crystalline silicon substrate (Reference Examples 1 and 2) as a reference example.

【0063】[1]11−臭化ウンデシルジメチルシリ
ル化した表面を有する結晶シリコン基板の作製 実施例2と同様にして11−臭化ウンデシルジメチルシ
リル化した表面を有するシリコン基板(図1(3))を
作成した。
[1] 11-Undecyldimethylsilyl bromide
Production of Crystalline Silicon Substrate with Rubbed Surface In the same manner as in Example 2, a silicon substrate having a 11-undecyldimethylsilyl bromide-treated surface (FIG. 1 (3)) was produced.

【0064】[2]11−臭化ウンデシルジメチルシリ
ル化した表面を有する石英基板の作製 石英基板(縦18mm、横25mm、厚さ1mm)を3
0%過酸化水素:硫酸=1:4混合酸中に12時間浸漬
し、さらに純水を用いて洗浄した。次いで110℃で2
時間乾燥させた。これをアルゴン雰囲気下、11−臭化
ウンデシルジメチルクロロシラン(1mL)をテトラヒ
ドロフラン(20mL)との混合溶液とし、これに先の
基板を浸漬し、2時間加熱還流した後、テトラヒドロフ
ラン、次いでアセトンで洗浄後、風乾し、表面を11−
臭化ウンデシルジメチルシリル化した石英基板を得た。
[2] 11-Undecyldimethylsilyl bromide
Preparation of Quartz Substrate with Roughened Surface 3 pieces of quartz substrate (length 18 mm, width 25 mm, thickness 1 mm)
It was dipped in 0% hydrogen peroxide: sulfuric acid = 1: 4 mixed acid for 12 hours and further washed with pure water. Then at 110 ° C for 2
Allowed to dry for hours. This was made into a mixed solution of 11-undecyldimethylchlorosilane (1 mL) and tetrahydrofuran (20 mL) under an argon atmosphere, and the above substrate was immersed in this and heated under reflux for 2 hours, and then washed with tetrahydrofuran and then acetone. After that, air-dry and the surface 11-
A quartz substrate undecyldimethylsilyl bromide was obtained.

【0065】[3]ポリ[n−デシル{(S)−2−メ
チルブチル}シラン]の結晶シリコン表面および石英表
面への固定化 ポリ[n−デシル{(S)−2−メチルブチル}シラ
ン]の結晶シリコン表面および石英表面への固定化に
は、反応装置11を用いた。反応容器12に[1]で得
られた表面処理された結晶シリコンと[2]で得られた
表面処理された石英基板を置き、全体を真空にした。
[3] Poly [n-decyl {(S) -2-me
[Cyl-butyl} silane] crystal silicon surface and quartz surface
Immobilization on Surface A reactor 11 was used for immobilization of poly [n-decyl {(S) -2-methylbutyl} silane] on the surface of crystalline silicon and the surface of quartz. The surface-treated crystalline silicon obtained in [1] and the surface-treated quartz substrate obtained in [2] were placed in the reaction vessel 12, and the whole was evacuated.

【0066】実施例5(結晶シリコン基板)および参考
例1(石英基板)では、反応容器13にポリ[n−デシ
ル{(S)−2−メチルブチル}シラン](Mn=15
20000、Mw=7770000、Mw/Mn=5.1
2、ポリスチレン標準)のイソオクタン溶液(5g/
L)を2mL注入した。次いで、反応容器13を液体窒
素を用いて冷却し、真空ラインを通じて乾燥テトラヒド
ロフラン(8mL)を反応容器13に導入した。これを
室温に戻し、反応容器13内の化合物を撹拌しながら溶
解させることにより均一な溶液にし、再び凍結脱気を繰
り返して溶存空気を除去した後、アルゴン雰囲気とし
た。これに実施例2[2]で調製したジ−t−ブチルビ
フェニルリチウムのテトラヒドロフラン溶液50μLを
一気に加え、撹拌しながらポリ[n−デシル{(S)−
2−メチルブチル}シラン]のケイ素−ケイ素結合を切
断してリチオ化したリチオ化ポリシランを調製した。
In Example 5 (crystalline silicon substrate) and Reference Example 1 (quartz substrate), poly [n-decyl {(S) -2-methylbutyl} silane] (M n = 15) was placed in the reaction vessel 13.
20000, Mw = 7770000, Mw / Mn = 5.1
2, polystyrene standard) in isooctane (5 g /
2 mL of L) was injected. Then, the reaction vessel 13 was cooled with liquid nitrogen, and dry tetrahydrofuran (8 mL) was introduced into the reaction vessel 13 through a vacuum line. This was returned to room temperature, the compound in the reaction vessel 13 was dissolved with stirring to form a uniform solution, and freeze deaeration was repeated again to remove dissolved air, and then an argon atmosphere was created. To this, 50 μL of a tetrahydrofuran solution of di-t-butylbiphenyllithium prepared in Example 2 [2] was added all at once, and poly [n-decyl {(S)-was added while stirring.
2-Methylbutyl} silane] was cleaved at the silicon-silicon bond to prepare a lithiated lithiated polysilane.

【0067】反応容器13中の溶液が黄色を帯びリチオ
化ポリシランの生成を確認したら、ただちにこれを反応
容器12に回転可能なジョイント15を通して空気にさ
らすことなく注ぎ、リチオ化ポリシランと、[1]で得
られた表面処理された結晶シリコン基板表面および
[2]で得られた表面処理された石英基板表面とを反応
させた。溶液を注ぎ終えてから3分後に、反応容器12
中にn−ブタノールを1滴加え、大過剰に存在するリチ
オ化ポリシランを失活させた。結晶シリコン基板および
石英基板を、ポリ[n−デシル{(S)−2−メチルブ
チル}シラン]に対する溶解力の非常に強いイソオクタ
ン中に16時間以上浸漬することにより洗浄を行った。
これによって、基板表面に化学結合していないポリシラ
ンは、基板上から完全に除去できる。
As soon as the solution in the reaction vessel 13 became yellowish and formation of the lithiated polysilane was confirmed, it was immediately poured into the reaction vessel 12 through the rotatable joint 15 without being exposed to air, and the lithiated polysilane and [1] were added. The surface-treated crystalline silicon substrate surface obtained in [2] and the surface-treated quartz substrate surface obtained in [2] were reacted. 3 minutes after pouring the solution, the reaction container 12
One drop of n-butanol was added to deactivate the lithiated polysilane which was present in a large excess. Cleaning was performed by immersing the crystalline silicon substrate and the quartz substrate in isooctane, which has a very strong dissolving power for poly [n-decyl {(S) -2-methylbutyl} silane], for 16 hours or more.
As a result, polysilane that is not chemically bonded to the substrate surface can be completely removed from the substrate.

【0068】このようにして、結晶シリコン表面にその
一端および両端を化学結合させたポリ[n−デシル
{(S)−2−メチルブチル}シラン(実施例5)と、
石英表面にその一端および両端を化学結合させたポリ
[n−デシル{(S)−2−メチルブチル}シラン(参
考例1)とを得た。
In this way, poly [n-decyl {(S) -2-methylbutyl} silane (Example 5) having one end and both ends chemically bonded to the surface of crystalline silicon was prepared.
Poly [n-decyl {(S) -2-methylbutyl} silane (Reference Example 1) was obtained by chemically bonding one end and both ends to a quartz surface.

【0069】上述の操作のうち、実施例6(結晶シリコ
ン基板)および参考例2(石英基板)では、反応容器1
3中に入れるポリ[n−デシル{(S)−2−メチルブ
チル}シラン]のイソオクタン溶液(5g/L)を0.
2mLに減量し、さらに乾燥テトラヒドロフラン(9.
8mL)を真空トランスファーにより導入し、リチオ化
ポリシランを得る反応に用いるジ−t−ブチルビフェニ
ルリチウムのテトラヒドロフラン溶液の量を実施例5の
1/10の5μLにすることにより、リチオ化ポリシラ
ン濃度を実施例5の1/10当量とした。この他の操作
は、実施例5と同様に行い、結晶シリコン表面にその一
端および両端を化学結合させたポリ[n−デシル
{(S)−2−メチルブチル}シラン(実施例6)と、
石英表面にその一端および両端を化学結合させたポリ
[n−デシル{(S)−2−メチルブチル}シラン(参
考例2)とを得た。
Among the above-mentioned operations, in Example 6 (crystalline silicon substrate) and Reference Example 2 (quartz substrate), the reaction vessel 1 was used.
A solution of poly [n-decyl {(S) -2-methylbutyl} silane] in isooctane (5 g / L) was added to 0.3%.
The volume was reduced to 2 mL, and dried tetrahydrofuran (9.
8 mL) was introduced by vacuum transfer, and the amount of the tetrahydrofuran solution of di-t-butylbiphenyllithium used in the reaction to obtain lithiated polysilane was adjusted to 5 μL, which was 1/10 of that in Example 5, to carry out the lithiated polysilane concentration. It was set to 1/10 equivalent of Example 5. Other operations are performed in the same manner as in Example 5, and poly [n-decyl {(S) -2-methylbutyl} silane (Example 6) having one end and both ends chemically bonded to the surface of the crystalline silicon,
Poly [n-decyl {(S) -2-methylbutyl} silane (Reference Example 2) having one and both ends chemically bonded to the surface of quartz was obtained.

【0070】得られた石英基板(参考例1および2)の
紫外可視吸収スペクトルを測定することにより、それぞ
れの石英基板に対応する結晶シリコン基板表面に化学結
合したポリ[n−デシル{(S)−2−メチルブチル}
シラン]の相対量を推定することができる。
By measuring the ultraviolet-visible absorption spectra of the obtained quartz substrates (Reference Examples 1 and 2), poly [n-decyl {(S) chemically bonded to the surface of the crystalline silicon substrate corresponding to each quartz substrate was obtained. -2-methylbutyl}
The relative amount of [silane] can be estimated.

【0071】図7に得られた石英基板の紫外可視吸収ス
ペクトルを示す。ポリ[n−デシル{(S)−2−メチ
ルブチル}シラン]に特徴的な非常に鋭いピークが観測
され、このことから石英基板表面上に化学結合したポリ
シランが存在することを証明できる。吸収強度は測定す
るポリシランの絶対量に比例するので、吸収ピーク強度
からそれぞれの総体的なポリシランの量を求められる。
この場合、実施例5に対応する参考例1の基板上には、
実施例6に対応する参考例2の基板上のポリシランの約
10倍のポリシランが化学結合していることが示され
る。
FIG. 7 shows an ultraviolet-visible absorption spectrum of the obtained quartz substrate. A very sharp peak characteristic of poly [n-decyl {(S) -2-methylbutyl} silane] was observed, which confirms the presence of chemically bonded polysilane on the quartz substrate surface. Since the absorption intensity is proportional to the absolute amount of polysilane to be measured, the total amount of polysilane can be obtained from the absorption peak intensity.
In this case, on the substrate of Reference Example 1 corresponding to Example 5,
It is shown that about 10 times more polysilane than the polysilane on the substrate of Reference Example 2 corresponding to Example 6 is chemically bonded.

【0072】このことから、実施例5の結晶シリコン基
板上には実施例6の結晶シリコン基板上のポリシランの
約10倍のポリシランが化学結合していると考えられ
た。
From this, it was considered that about 10 times as much polysilane as the polysilane on the crystalline silicon substrate of Example 6 was chemically bonded onto the crystalline silicon substrate of Example 5.

【0073】図8に原子間力顕微鏡によって確認した、
実施例5および実施例6で得られた結晶シリコン基板表
面に化学結合したポリシランを示す。図8(a)が実施
例5で得られた結晶シリコン基板表面のポリシラン、図
8(b)が実施例6で得られた結晶シリコン基板表面の
ポリシランを示す。図8中、結晶シリコン基板表面上に
一様に観測される高さ1nm程度のひも状の像がポリ
[n−デシル{(S)−2−メチルブチル}シラン]一
本鎖に対応する。反応に用いたリチオ化ポリシランの濃
度に依存して、ひも状の像の密度が変化している。この
ことは、反応に用いたリチオ化ポリシランの濃度を制御
することによって、結晶シリコン表面に結合するポリシ
ランの密度を制御できることを示している。
Confirmed by an atomic force microscope in FIG.
The polysilane chemically bonded to the surface of the crystalline silicon substrate obtained in Examples 5 and 6 is shown. 8A shows the polysilane on the surface of the crystalline silicon substrate obtained in Example 5, and FIG. 8B shows the polysilane on the surface of the crystalline silicon substrate obtained in Example 6. In FIG. 8, a string-like image having a height of about 1 nm, which is uniformly observed on the surface of the crystalline silicon substrate, corresponds to the poly [n-decyl {(S) -2-methylbutyl} silane] single chain. The density of the string-like image changes depending on the concentration of lithiated polysilane used in the reaction. This indicates that by controlling the concentration of lithiated polysilane used in the reaction, the density of polysilane bonded to the surface of crystalline silicon can be controlled.

【0074】[0074]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のポリシラ
ンは結晶シリコン表面に短いメチレン鎖のみを介して主
鎖末端の一方あるいは両方で化学結合している。ポリシ
ランの半導体特性は主に主鎖によって担われているた
め、結晶シリコン基板との間に電子的な相互作用が生じ
る。本発明によって新たなシリコン複合デバイスの構築
が期待される。
As described above, the polysilane of the present invention is chemically bonded to the surface of crystalline silicon at one or both ends of the main chain via only short methylene chains. Since the semiconductor properties of polysilane are mainly borne by the main chain, electronic interaction occurs with the crystalline silicon substrate. Construction of a new silicon composite device is expected by the present invention.

【0075】また、本発明によってポリシランを単一分
子として取り出すことが可能となる。ポリシランは種々
の側鎖を持つことが可能であり、それらの立体効果によ
って主鎖の剛直性が幅広く変化するという、他の半導体
高分子にはない特徴をもつ。従って、本発明のポリシラ
ンは将来的な分子素子構築の単一分子素子および分子導
線として利用することが可能である。
Further, according to the present invention, polysilane can be taken out as a single molecule. Polysilane can have various side chains, and the rigidity of the main chain is widely changed by their steric effects, which is a characteristic not found in other semiconductor polymers. Therefore, the polysilane of the present invention can be used as a single molecular element and a molecular conducting wire in future molecular element construction.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の反応過程のハロゲノアルキル化された
結晶シリコン基板の製造工程を示す略図であり、(a)
は全部がハロゲノアルキル化された結晶シリコン基板の
製造工程であり、(b)は部分的にハロゲノアルキル化
された結晶シリコン基板の製造工程を表す図である。
FIG. 1 is a schematic view showing a manufacturing process of a halogenoalkylated crystalline silicon substrate in the reaction process of the present invention, FIG.
FIG. 3B is a diagram illustrating a manufacturing process of a crystalline silicon substrate that is wholly halogenoalkylated, and FIG. 7B is a diagram illustrating a manufacturing process of a crystalline silicon substrate that is partially halogenoalkylated.

【図2】本発明の反応過程のハロゲノアルキル化された
結晶シリコン基板表面と主鎖末端の少なくとも一方がリ
チオ化した構造を有するリチオ化ポリシランとの反応を
示す図であり、(a)は主鎖末端の一方がリチオ化した
構造を有するリチオ化ポリシランの場合であり、(b)
は主鎖末端の両方がリチオ化した構造を有するリチオ化
ポリシランの場合を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a reaction between a halogenoalkylated crystalline silicon substrate surface and a lithiated polysilane having a structure in which at least one of main chain ends is lithiated in the reaction process of the present invention, and (a) is a main diagram. In the case of a lithiated polysilane having a structure in which one of the chain ends is lithiated, (b)
FIG. 3 is a diagram showing a case of lithiated polysilane having a structure in which both main chain terminals are lithiated.

【図3】結晶シリコン表面に主鎖の片末端あるは両末端
で化学結合したポリシランの合成に用いた反応装置を示
す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a reactor used for synthesizing polysilane in which one end or both ends of a main chain is chemically bonded to the surface of crystalline silicon.

【図4】実施例1において作成されたポリ(n−プロピ
ルトリメチルジシレン)が表面に主鎖末端の一方で化学
結合した結晶シリコン基板の発光スペクトル(励起光波
長=325nm)を表す図である。
FIG. 4 is a diagram showing an emission spectrum (excitation light wavelength = 325 nm) of a crystalline silicon substrate in which poly (n-propyltrimethyldisilene) prepared in Example 1 is chemically bonded to the surface at one end of the main chain. .

【図5】実施例1において作成されたポリ(n−プロピ
ルトリメチルジシレン)が表面に主鎖末端の一方で化学
結合した結晶シリコン基板の原子間力顕微鏡写真を示す
図である。
FIG. 5 is a diagram showing an atomic force micrograph of a crystalline silicon substrate having poly (n-propyltrimethyldisilene) prepared in Example 1 chemically bonded to the surface at one end of the main chain.

【図6】(a)は実施例2において、(b)は実施例3
において、(c)は実施例4においてそれぞれ作成され
たポリ(ジ−n−ヘキシルシラン)が表面に主鎖末端の
一方あるいは両方で化学結合した結晶シリコン基板の原
子間力顕微鏡写真を表す図である。
6 (a) is a second embodiment, and FIG. 6 (b) is a third embodiment.
2C is a diagram showing an atomic force micrograph of a crystalline silicon substrate having poly (di-n-hexylsilane) prepared in Example 4 chemically bonded to the surface at one or both ends of the main chain. is there.

【図7】参考例1および2において作成されたポリ[n
−デシル{(S)−2−メチルブチル}シラン]が表面
に主鎖末端の一方あるいは両方で化学結合した石英基板
の紫外可視吸収スペクトルを表す図である。
FIG. 7 shows poly [n produced in Reference Examples 1 and 2;
FIG. 3 is a diagram showing an ultraviolet-visible absorption spectrum of a quartz substrate in which -decyl {(S) -2-methylbutyl} silane] is chemically bonded to the surface at one or both ends of the main chain.

【図8】(a)は実施例5において、(b)は実施例6
においてそれぞれ作成されたポリ[n−デシル{(S)
−2−メチルブチル}シラン]が表面に主鎖末端の一方
あるいは両方で化学結合した結晶シリコン基板の原子間
力顕微鏡写真を表す図である。
8A is a fifth embodiment, and FIG. 8B is a sixth embodiment.
Poly [n-decyl {(S)
2-methylbutyl} silane] is a diagram showing an atomic force micrograph of a crystalline silicon substrate chemically bonded to the surface at one or both ends of the main chain.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 反応装置 12、13 反応容器 14 ガラス栓 15 回転可能なジョイント 16 セプタムラバー栓 17 磁気撹拌子 18 表面処理された基板 11 reactor 12, 13 Reaction vessel 14 Glass stopper 15 Rotatable joint 16 Septum rubber stopper 17 Magnetic stirrer 18 Surface-treated substrate

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08G 77/00 - 77/62 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) C08G 77/00-77/62

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 結晶シリコン表面に化学結合したポリシ
ランであって、前記ポリシランがアルキル鎖を介して主
鎖の少なくとも一端を結晶シリコン表面に化学結合させ
ていることを特徴とするポリシラン。
1. A polysilane chemically bonded to the surface of crystalline silicon, wherein the polysilane chemically bonds at least one end of a main chain to the surface of crystalline silicon through an alkyl chain.
【請求項2】 前記ポリシランが下記式で表されること
を特徴とする請求項1に記載のポリシラン。 【化1】 [式中、R1、R2、R3、R4、R5はそれぞれ独立に有
機基、nは2以上の整数、mは1以上の整数を示す]
2. The polysilane according to claim 1, wherein the polysilane is represented by the following formula. [Chemical 1] [In the formula, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , and R 5 are each independently an organic group, n is an integer of 2 or more, and m is an integer of 1 or more]
【請求項3】 前記ポリシランが下記式で表されること
を特徴とする請求項1に記載のポリシラン。 【化2】 [式中、R1、R2、R3、R4はそれぞれ独立に有機基、
lおよびnは2以上の整数、mは1以上の整数を示す]
3. The polysilane according to claim 1, wherein the polysilane is represented by the following formula. [Chemical 2] [Wherein R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are each independently an organic group,
l and n are integers of 2 or more, m is an integer of 1 or more]
【請求項4】 結晶シリコンと、前記結晶シリコン表面
に化学結合したポリシランとを備える結晶シリコン−ポ
リシラン結合体であって、 前記ポリシランがアルキル鎖を介して主鎖の少なくとも
一端を結晶シリコン表面に化学結合させていることを特
徴とする結晶シリコン−ポリシラン結合体。
4. A crystalline silicon-polysilane conjugate comprising crystalline silicon and polysilane chemically bonded to the crystalline silicon surface, wherein the polysilane chemically bonds at least one end of a main chain to the crystalline silicon surface via an alkyl chain. A crystalline silicon-polysilane conjugate characterized by being bonded.
【請求項5】 下記式で表されることを特徴とする請求
項4に記載の結晶シリコン−ポリシラン結合体。 【化3】 [式中、R1、R2、R3、R4、R5はそれぞれ独立に有
機基、nは2以上の整数、mは1以上の整数を示す]
5. The crystalline silicon-polysilane bond according to claim 4, which is represented by the following formula. [Chemical 3] [In the formula, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , and R 5 are each independently an organic group, n is an integer of 2 or more, and m is an integer of 1 or more]
【請求項6】 下記式で表されることを特徴とする請求
項4に記載の結晶シリコン−ポリシラン結合体。 【化4】 [式中、R1、R2、R3、R4はそれぞれ独立に有機基、
lおよびnは2以上の整数、mは1以上の整数を示す]
6. The crystalline silicon-polysilane bond according to claim 4, which is represented by the following formula. [Chemical 4] [Wherein R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are each independently an organic group,
l and n are integers of 2 or more, m is an integer of 1 or more]
【請求項7】 結晶シリコン表面に化学結合したポリシ
ランの製造方法であって、 結晶シリコンの表面のSi−Hと、X(CH2n-2CH
=CH2(式中、nは2以上の整数であり、Xはハロゲ
ンである)とを反応させて、X(CH2nSiを表面に
形成して表面処理された結晶シリコンを製造する工程
と、 主鎖がケイ素から構成されるポリシランの少なくとも一
端をリチオ化した構造を有するリチオ化ポリシランを製
造する工程と、 前記表面処理された結晶シリコンと、前記リチオ化ポリ
シランとを反応させ、前記リチオ化ポリシランの主鎖の
少なくとも一端を結晶シリコンの表面に化学結合させる
工程と、を備えることを特徴とする結晶シリコン表面に
化学結合したポリシランの製造方法。
7. A method for producing polysilane chemically bonded to the surface of crystalline silicon, comprising: Si—H on the surface of crystalline silicon; and X (CH 2 ) n-2 CH.
= CH 2 (wherein n is an integer of 2 or more and X is halogen) to form X (CH 2 ) n Si on the surface to produce surface-treated crystalline silicon. A step, a step of producing a lithiated polysilane having a structure in which at least one end of a polysilane whose main chain is composed of silicon is lithiated, the surface-treated crystalline silicon, and the lithiated polysilane are reacted, And a step of chemically bonding at least one end of a main chain of lithiated polysilane to the surface of crystalline silicon, the method for producing polysilane chemically bonded to the surface of crystalline silicon.
【請求項8】 結晶シリコン表面に化学結合したポリシ
ランの製造方法であって、 結晶シリコンの表面のSi−Hと、X(CH2n-2CH
=CH2(式中、nは2以上の整数であり、Xはハロゲ
ンである)およびCH3(CH2k-2CH=CH2(式
中、kは2以上の整数である)の混合物とを反応させ
て、X(CH2nSiおよびCH3(CH2kSiを表
面に形成して表面処理された結晶シリコンを製造する工
程と、 主鎖がケイ素から構成されるポリシランの少なくとも一
端をリチオ化した構造を有するリチオ化ポリシランを製
造する工程と、 前記表面処理された結晶シリコンと、前記リチオ化ポリ
シランとを反応させ、前記リチオ化ポリシランの主鎖の
少なくとも一端を結晶シリコン表面に化学結合させる工
程と、を備えることを特徴とする結晶シリコンの表面に
化学結合したポリシランの製造方法。
8. A method for producing polysilane chemically bonded to the surface of crystalline silicon, comprising: Si—H on the surface of crystalline silicon and X (CH 2 ) n-2 CH.
= CH 2 (wherein n is an integer of 2 or more and X is a halogen) and CH 3 (CH 2 ) k-2 CH = CH 2 (wherein k is an integer of 2 or more) A step of reacting with a mixture to form X (CH 2 ) n Si and CH 3 (CH 2 ) k Si on the surface to produce surface-treated crystalline silicon; and a polysilane whose main chain is composed of silicon. A step of producing a lithiated polysilane having a structure in which at least one end thereof is lithiated, the surface-treated crystalline silicon is reacted with the lithiated polysilane, and at least one end of a main chain of the lithiated polysilane is crystalline silicon And a step of chemically bonding to the surface, the method for producing polysilane chemically bonded to the surface of crystalline silicon.
【請求項9】 前記リチオ化ポリシランを製造する工程
が、ポリシラン高分子をリチウム試薬を用いて主鎖のケ
イ素−ケイ素結合を切断することによって行われること
を特徴とする請求項7または請求項8に記載のポリシラ
ンの製造方法。
9. The method according to claim 7, wherein the step of producing the lithiated polysilane is performed by cleaving the silicon-silicon bond of the main chain of the polysilane polymer using a lithium reagent. The method for producing a polysilane according to 1.
JP21590699A 1999-07-29 1999-07-29 Polysilane chemically bonded to crystalline silicon surface and method for producing the same Expired - Fee Related JP3527438B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21590699A JP3527438B2 (en) 1999-07-29 1999-07-29 Polysilane chemically bonded to crystalline silicon surface and method for producing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21590699A JP3527438B2 (en) 1999-07-29 1999-07-29 Polysilane chemically bonded to crystalline silicon surface and method for producing the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001040095A JP2001040095A (en) 2001-02-13
JP3527438B2 true JP3527438B2 (en) 2004-05-17

Family

ID=16680221

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP21590699A Expired - Fee Related JP3527438B2 (en) 1999-07-29 1999-07-29 Polysilane chemically bonded to crystalline silicon surface and method for producing the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3527438B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JP2001040095A (en) 2001-02-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Halkyard et al. Evidence of aggregate formation for 2, 5-dialkylpoly (p-phenyleneethynylenes) in solution and thin films
Hong et al. Synthesis of electrically conductive polypyrroles at the air-water interface of a Langmuir-Blodgett film balance
Moon et al. Kinetic study on chemical oxidation of leucoemeraldine base polyaniline to emeraldine base
JP4615214B2 (en) Well-defined nano-sized building blocks for organic / inorganic nanocomposites
Pitois et al. Functionalized fluorinated hyperbranched polymers for optical waveguide applications
Islam et al. Phosphorus pentachloride initiated functionalization of silicon nanocrystals
JP5889180B2 (en) How to change the surface energy of a solid
CN102674337A (en) Self-extension graphene and preparation method thereof
Kumar et al. Properties and applications of polysilanes
US20190010175A1 (en) Controlled Synthesis of Polymeric Perylene Diimide and Applications Thereof
CA2627222A1 (en) Method for modifying insulating or semi-conductive surfaces, and resulting products
Mugemana et al. Functionalized nanoporous thin films from metallo-supramolecular diblock copolymers
Hsu et al. Synthesis of new star-shaped polymers with styrene− fluorene conjugated moieties and their multicolor luminescent ordered microporous films
Sacarescu et al. Synthesis and properties of polydiphenylsilane/fullerene C60 nanocomposites
CN112500576B (en) Two-dimensional metal organic alkyne nanosheet and preparation method and application thereof
JP3527438B2 (en) Polysilane chemically bonded to crystalline silicon surface and method for producing the same
Park et al. Hybrid CdSe Nanoparticle–Carbazole Dendron Boxes: Electropolymerization and Energy‐Transfer Mechanism Shift
Sakaguchi et al. Conjugated Nanowire Sensors via High-Energy Single-Particle-Induced Linear Polymerization of 9, 9′-Spirobi [9 H-fluorene] Derivatives
Furukawa et al. An isolated silicon single chain end-grafted onto a substrate surface
JP3161058B2 (en) Poly (pyridine-2,5-diylvinylene) polymer and production method
Zampronio et al. Preparation, characterization and properties of PVC/V2O5 hybrid organic–inorganic material
Gates Inorganic and organometallic polymers
Munardi et al. Polymerization of acetylene with Ti (OC4H9) 4/butyllithium as catalyst system and silicone oil as reaction medium
JP3452786B2 (en) Method for producing polysilane thin film
Kong et al. Fluorescent nanoblocks of lanthanide complexes on nano silicon dioxide and carbon nanotube donors with ligand–antenna integration (ALI) structure

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20040210

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20040213

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20040219

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080227

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090227

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090227

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100227

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110227

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110227

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120227

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130227

Year of fee payment: 9

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees