JP4484106B2 - ナノ構造の直線溝又は螺旋溝を有する有機薄膜体及びその製造方法 - Google Patents
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Description
C. Duschl et al.は、相分離LB膜を利用した鋳型作製について報告している(非特許文献1参照)。また、S. Ge et al.は、同様に、相分離LB膜を利用した鋳型作製について報告している(非特許文献2参照)、さらにM. Matsumoto et al.も相分離LB膜を利用した鋳型作製について報告しているが(非特許文献3参照)、ナノメーターサイズの直線状あるいは螺旋状の鋳型については報告されていない。
M. Gleiche et al.及びN. Lu et al.は、リン脂質の単分子膜が基板状に転写される際の濡れ不安定性を利用して、ストライプの単位幅が最小500nmの直線状の鋳型形成を報告している(非特許文献4、非特許文献5参照)。
しかし、この手法には、直線状の鋳型の最小単位が500nmより小さくできない問題点および螺旋状の鋳型を形成できないという問題点がある。
すなわち、
CmH2mX1 (a)
(式中、m=0-18, X1=COOH又はOHである。)
CnF2n+1CpH2pX2 (b)
(式中、n=2-18, p=2-18, X2=COOH又はOHである。)
CqF2q+1CrH2rX3 (c)
(式中、q=0-18, r=0-18, X3=Si(OCH3)3, Si(OC2H5)3, SiCl3, SiNCO又はSHである。)
CsF2s+1X4CtH2tSSCtH2tX4CsF2s+1 (d)
(式中、s=0-18, t=0-18, X4=C2H4, OCO, NHCOである。)
で表わされる化合物の(a)、(b)と(c)及び/又は(d)からなる混合物により作製したナノサイズの直線構造又は螺旋構造を有するラングミュア膜である。
また、本発明においては、ラングミュア膜を、固体基板上に転置して、加熱処理を施し、有機溶媒で洗浄したことを特徴とするラングミュアーブロジェット膜とすることができる。
また、本発明は、ラングミュアーブロジェット膜に加熱処理を施し、有機溶媒で洗浄した後、ナノサイズの直線溝又は螺旋溝にチオール化合物又はジスルフィド化合物を吸着させることにより形成されることを特徴とするラングミュアーブロジェット膜とすることができる。
さらに本発明は、ラングミュアーブロジェット膜に、金を蒸着させたラングミュアーブロジェット膜とすることが出来る。
また、本発明は、ナノサイズの直線溝又は螺旋溝を有するラングミュアーブロジェット膜を用いた鋳型である。
CmH2mX1 (a)
(式中、m=0-18, X1=COOH又はOHである。)
CnF2n+1CpH2pX2 (b)
(式中、n=2-18, p=2-18, X2=COOH又はOHである。)
CqF2q+1CrH2rX3 (c)
(式中、q=0-18, r=0-18, X3=Si(OCH3)3, Si(OC2H5)3, SiCl3, SiNCO又はSHである。)
CsF2s+1X4CtH2tSSCtH2tX4CsF2s+1 (d)
(式中、s=0-18, t=0-18, X4=C2H4, OCO, NHCOである。)
で表わされる化合物をそれぞれ溶剤に溶解し、(a)、(b)と(c)及び/又は(d)からなる混合物溶液を混合した後、混合物溶液を水面に滴下し、溶剤の蒸発後、膜を圧縮させて得られるナノサイズの直線構造又は螺旋構造を有するラングミュア薄膜体の製造方法である。
また、本発明は、
CmH2mX1 (a)
(式中、m=0-18, X1=COOH又はOHである。)
CnF2n+1CpH2pX2 (b)
(式中、n=2-18, p=2-18, X2=COOH又はOHである。)
CqF2q+1CrH2rX3 (c)
(式中、q=0-18, r=0-18, X3=Si(OCH3)3, Si(OC2H5)3,SiCl3, SiNCO又はSHである。)
CsF2s+1X4CtH2tSSCtH2tX4CsF2s+1 (d)
(式中、s=0-18, t=0-18, X4=C2H4, OCO, NHCOである。)
で表わされる化合物をそれぞれ溶剤に溶解し、(a)、(b)と(c)及び/又は(d)からなる混合物溶液を混合した後、混合物溶液を水面に滴下し、溶剤の蒸発後、膜を圧縮させて得られるナノサイズの直線構造又は螺旋構造を有するラングミュア薄膜体を固体基板上に転置するラングミュアーブロジェット膜の製造方法である。
また、本発明のラングミュア膜、ラングミュアーブロジェット膜の製造方法は、再現性良く、規則正しいナノサイズの直線溝又は螺旋溝を有するラングミュアーブロジェット膜を、製造することが出来る。
本発明で用いる
CmH2mX1 (a)
(式中、m=0-18, X1=COOH又はOHである。)
で示される化合物は、具体的には、長鎖脂肪酸、長鎖アルコールがあり、特にステアリン酸、アラキジン酸等が好ましく用いられる。
また、溶剤としては、炭化水素、ヘテロ環状化合物、アルコール類等があるが、ヘキサン、テロラヒドロフラン等が好ましく用いられる。
本発明で用いる
CnF2n+1CpH2pX2 (b)
(式中、n=2-18, p=2-18, X2=COOH又はOHである。)
で示される化合物は、具体的には、部分フッ素化長鎖脂肪酸、部分フッ素化長鎖アルコールがあり、特にヘプタデカフルオロノナデカン酸が好ましく用いられる。
また、溶剤としては、炭化水素、ヘテロ環状化合物、アルコール類があるが、ヘキサン、テトラヒドロフランが好ましく用いられる。
本発明で用いる
CqF2q+1CrH2rX3 (c)
(式中、q=0-18, r=0-18, X3=Si(OCH3)3, Si(OC2H5)3, SiCl3, SiNCO又はSHである。)
で示される化合物は、具体的には、部分フッ素化シランカップリング剤、部分フッ素化アルキルチオールがあり、特にヘプタデカフルオロテトラヒドロデシルトリエトキシシランが好ましく用いられる。
また、溶剤としては、炭化水素、ヘテロ環状化合物、アルコール類があるが、ヘキサン、テトラヒドロフラン、エタノールが好ましく用いられる。
本発明で用いる
CsF2s+1X4CtH2tSSCtH2tX4CsF2s+1 (d)
(式中、s=0-18, t=0-18, X4=C2H4, OCO, NHCOである。)
で示される化合物は、具体的には、パーフルオロアルキルジスルフィドがあり、特にビス(トリデカフルオロテトラヒドロオクチル)ジスルフィドが好ましく用いられる。
また、溶剤としては、炭化水素、ヘテロ環状化合物、アルコール類があるが、ヘキサン、テトラヒドロフラン、エタノールが好ましく用いられる。
以下に本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。
ステアリン酸(C17H35COOH)とC8F17C10H20COOHをそれぞれ1.0×10-3Mの濃度になるように別々にヘキサンに溶解した。窒素置換したグローブボックス内でC8F17C2H4Si(OC2H5)3を1.0×10-3Mの濃度になるように、ヘキサン:テトラヒドロフラン=99:1の混合溶媒に溶解した。上記3種類の溶液をそれぞれ9容、1容、20容混合した展開溶液を作製した。従来公知のLB膜作製装置に満たした水中に、表面に酸化膜を形成したシリコンウエハー基板を予め沈めた。上記展開溶液を、LB膜作製装置に満たした水面上に展開させた。この操作で形成された水面上の混合ラングミュア膜を所定の表面圧まで圧縮し、上記の表面に酸化膜を形成したシリコンウエハー基板を、水面上を横切るように引き上げ、1層のLB膜を形成させた。上記LB膜を110℃で30分間加熱後、エタノールに浸漬し、超音波照射を5分間行い、乾燥後、大きさが500-5000nmの螺旋構造の鋳型を得た(図1)。
3−メルカプトプロピルトリエトキシシランを1.0×10-2Mの濃度になるようにエタノールに溶解し、実施例1で作製した螺旋構造の鋳型を、24時間浸漬し、エタノールで洗浄した後、110℃で30分間加熱した。この基板上に速度0.01nm/sで金を、膜厚が0.5-2.0nmになるまで真空蒸着した。得られた材料は、大きさが500-5000nmの、金からなる螺旋構造を有していた。
アラキジン酸(C19H37COOH)とC8 F17C10H20COOHをそれぞれ1.0×10-3Mの濃度になるように別々にヘキサンに溶解した。窒素置換したグローブボックス内でC8F17C2H4Si(OC2H5)3を1.0×10-3Mの濃度になるように、ヘキサン:テトラヒドロフラン=99:1の混合溶媒に溶解した。上記3種類の溶液をそれぞれ9容、1容、20容混合した展開溶液を作製した。LB膜作製装置に満たした水中に、表面に酸化膜を形成したシリコンウエハー基板を予め沈めた。上記展開溶液を、LB膜作製装置に満たした水面上に展開させた。この操作で形成された水面上の混合ラングミュア膜を所定の表面圧まで圧縮し、上記の表面に酸化膜を形成したシリコンウエハー基板を、水面上を横切るように引き上げ、1層のLB膜を形成させた。上記LB膜を110℃で30分間加熱後、エタノールに浸漬し、超音波照射を5分間行い、乾燥後、幅が100-150nmの直線構造の鋳型を得た(図2)。
3−メルカプトプロピルトリエトキシシランを1.0×10-2Mの濃度になるようにエタノールに溶解し、実施例1で作製した螺旋構造の鋳型を、24時間浸漬し、エタノールで洗浄した後、110℃で30分間加熱した。この基板上に速度0.01nm/sで金を、膜厚が0.5-2.0nmになるまで真空蒸着した。得られた材料は、幅が100-150nmの、金からなる直線構造を有していた。
Claims (7)
- 一般式
CmH2mX1 (a)
(式中、m=0-18, X1=COOH又はOHである。)
CnF2n+1CpH2pX2 (b)
(式中、n=2-18, p=2-18, X2=COOH又はOHである。)
CqF2q+1CrH2rX3 (c)
(式中、q=0-18, r=0-18, X3=Si(OCH3)3, Si(OC2H5)3, SiCl3, SiNCO又はSHである。)
CsF2s+1X4CtH2tSSCtH2tX4CsF2s+1 (d)
(式中、s=0-18, t=0-18, X4=C2H4, OCO, NHCOである。)
で表わされる化合物の(a)、(b)と(c)及び/又は(d)からなる混合物により作製したナノサイズの直線構造又は螺旋構造を有するラングミュア膜。 - 請求項1に記載したラングミュア膜を、固体基板上に転置して、加熱処理を施し、有機溶媒で洗浄したことを特徴とするラングミュアーブロジェット膜。
- 請求項2に記載したラングミュアーブロジェット膜に加熱処理を施し、有機溶媒で洗浄した後、ナノサイズの直線溝又は螺旋溝にメルカプトシラン化合物を吸着させることにより形成されることを特徴とするラングミュアーブロジェット膜。
- 請求項2に記載したラングミュアーブロジェット膜に加熱処理を施し、有機溶媒で洗浄した後、ナノサイズの直線溝又は螺旋溝にチオール化合物又はジスルフィド化合物を吸着させることにより形成されることを特徴とするラングミュアーブロジェット膜。
- 請求項3又は請求項4に記載したラングミュアーブロジェット膜に、金を蒸着させたラングミュアーブロジェット膜。
- CmH2mX1 (a)
(式中、m=0-18, X1=COOH又はOHである。)
CnF2n+1CpH2pX2 (b)
(式中、n=2-18, p=2-18, X2=COOH又はOHである。)
CqF2q+1CrH2rX3 (c)
(式中、q=0-18, r=0-18, X3=Si(OCH3)3, Si(OC2H5)3, SiCl3, SiNCO又はSHである。)
CsF2s+1X4CtH2tSSCtH2tX4CsF2s+1 (d)
(式中、s=0-18, t=0-18, X4=C2H4, OCO, NHCOである。)
で表わされる化合物をそれぞれ溶剤に溶解し、(a)、(b)と(c)及び/又は(d)からなる混合物溶液を混合した後、混合物溶液を水面に滴下し、溶剤の蒸発後、膜を圧縮させて得られるナノサイズの直線構造又は螺旋構造を有するラングミュア膜の製造方法。 - CmH2mX1 (a)
(式中、m=0-18, X1=COOH又はOHである。)
CnF2n+1CpH2pX2 (b)
(式中、n=2-18, p=2-18, X2=COOH又はOHである。)
CqF2q+1CrH2rX3 (c)
(式中、q=0-18, r=0-18, X3=Si(OCH3)3, Si(OC2H5)3, SiCl3, SiNCO又はSHである。)
CsF2s+1X4CtH2tSSCtH2tX4CsF2s+1 (d)
(式中、s=0-18, t=0-18, X4=C2H4, OCO, NHCOである。)
で表わされる化合物をそれぞれ溶剤に溶解し、(a)、(b)と(c)及び/又は(d)からなる混合物溶液を混合した後、混合物溶液を水面に滴下し、溶剤の蒸発後、膜を圧縮させて得られるナノサイズの直線構造又は螺旋構造を有するラングミュア膜を、固体基板上に転置するラングミュアーブロジェット膜の製造方法。
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