JPH0626706B2 - 単分子累積膜の製造方法 - Google Patents
単分子累積膜の製造方法Info
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- JPH0626706B2 JPH0626706B2 JP63221754A JP22175488A JPH0626706B2 JP H0626706 B2 JPH0626706 B2 JP H0626706B2 JP 63221754 A JP63221754 A JP 63221754A JP 22175488 A JP22175488 A JP 22175488A JP H0626706 B2 JPH0626706 B2 JP H0626706B2
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- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、電子材料としての単分子累積膜の製造方法に
関するものである。さらに詳しくは、分子素子等の機能
性電子デバイスの製造に利用すべく開発された化学吸着
型単分子累積膜の製造方法に関するものである。
関するものである。さらに詳しくは、分子素子等の機能
性電子デバイスの製造に利用すべく開発された化学吸着
型単分子累積膜の製造方法に関するものである。
従来の技術 従来、単分子膜の累積方法としてはＬＢ膜製造方法が知
られている。この方法では、疎水性基と親水性基を持つ
両親媒性の物質を有機溶媒に溶解させて水面上に展開
し、前記有機溶媒を蒸発させた後水面上に残った前記物
質の分子を水面上で水面方向にバリヤでかき集め、所定
の表面圧を加えながら此の単分子膜を横切るように基板
を上下させることにより単分子膜を前記基板上に複数層
累積することを特徴としている。［この累積法を開発者
の名前にちなんでラングミュアー・ブロジェット（Ｌ
Ｂ）法と言う。また、この方法により累積された単分子
膜をＬＢ膜という］ ＬＢ法は、近年分子そのものに機能を持たせた分子デバ
イス開発において、構築手段の一つとして有望視されて
いる方法である。ＬＢ法によれば、数十オングストロー
ムオーダの単分子膜を作成でき、さらにその累積膜も容
易に得ることが出来る。
られている。この方法では、疎水性基と親水性基を持つ
両親媒性の物質を有機溶媒に溶解させて水面上に展開
し、前記有機溶媒を蒸発させた後水面上に残った前記物
質の分子を水面上で水面方向にバリヤでかき集め、所定
の表面圧を加えながら此の単分子膜を横切るように基板
を上下させることにより単分子膜を前記基板上に複数層
累積することを特徴としている。［この累積法を開発者
の名前にちなんでラングミュアー・ブロジェット（Ｌ
Ｂ）法と言う。また、この方法により累積された単分子
膜をＬＢ膜という］ ＬＢ法は、近年分子そのものに機能を持たせた分子デバ
イス開発において、構築手段の一つとして有望視されて
いる方法である。ＬＢ法によれば、数十オングストロー
ムオーダの単分子膜を作成でき、さらにその累積膜も容
易に得ることが出来る。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、この方法では製造が容易である反面、各
単分子膜間では、化学結合がないため膜としての性能が
不安定であり、しかも分子密度の点でもそれほど優れた
膜が得られず、ピンホール等も非常に多い欠点がある。
単分子膜間では、化学結合がないため膜としての性能が
不安定であり、しかも分子密度の点でもそれほど優れた
膜が得られず、ピンホール等も非常に多い欠点がある。
従って、ＬＢ法を用いた累積膜では、単分子累積膜本来
の性能を十分発揮できてないのが現状である。
の性能を十分発揮できてないのが現状である。
以上述べてきた従来法の欠点に鑑み、本発明の目的は、
単分子膜間で相互に化学結合した膜質の優れた高密度単
分子累積膜を提供することにある。
単分子膜間で相互に化学結合した膜質の優れた高密度単
分子累積膜を提供することにある。
課題を解決するための手段 本発明の単分子累積膜の製造方法は、親水性の基板表面
の酸素とシラン界面活性剤を非水系の有機溶剤中で化学
吸着させ前記基板表面に前記シラン界面活性剤よりなる
第１の単分子膜を形成し、前記第１の単分子膜に、所定
のガス雰囲気中で高エネルギー線を照射するか又はプラ
ズマ処理を施した後シラン界面活性剤を化学吸着させる
ことにより前記第１の単分子膜上に前記第１の単分子膜
と化学結合した第２の単分子膜を形成するものである。
の酸素とシラン界面活性剤を非水系の有機溶剤中で化学
吸着させ前記基板表面に前記シラン界面活性剤よりなる
第１の単分子膜を形成し、前記第１の単分子膜に、所定
のガス雰囲気中で高エネルギー線を照射するか又はプラ
ズマ処理を施した後シラン界面活性剤を化学吸着させる
ことにより前記第１の単分子膜上に前記第１の単分子膜
と化学結合した第２の単分子膜を形成するものである。
また、シラン界面活性剤として、望ましくはＣＨ2＝Ｃ
Ｈ−（ＣＨ2）n−ＳｉＣｌ3（ｎ：整数）で表される化
学物質を用いる。さらに望ましくはＣＨ2＝ＣＨ−基が
ＣＨ≡Ｃ−よりなる。そして、ガス雰囲気はたとえばＮ
2またはＯ2を用いることができる。
Ｈ−（ＣＨ2）n−ＳｉＣｌ3（ｎ：整数）で表される化
学物質を用いる。さらに望ましくはＣＨ2＝ＣＨ−基が
ＣＨ≡Ｃ−よりなる。そして、ガス雰囲気はたとえばＮ
2またはＯ2を用いることができる。
作用 本発明は、基板上にシラン界面活性剤を単分子膜状に化
学吸着させて単分子吸着膜形成後さらに所定のガスを含
む雰囲気中でエネルギー線（光、電子ビーム、Ｘ線、γ
線、イオンビーム等）を照射したりあるいはプラズマ処
理を行うこと等により前記シラン界面活性剤の感応基を
変性させた後再びシラン界面活性剤を吸着するため、膜
質がすぐれ、ピンホールのない単分子有機累積膜を形成
することができる、そして、以上の工程を多数回交互に
行うことにより、互いに単分子膜間で化学結合した多数
層の単分子膜を累積形成することも可能てなる。
学吸着させて単分子吸着膜形成後さらに所定のガスを含
む雰囲気中でエネルギー線（光、電子ビーム、Ｘ線、γ
線、イオンビーム等）を照射したりあるいはプラズマ処
理を行うこと等により前記シラン界面活性剤の感応基を
変性させた後再びシラン界面活性剤を吸着するため、膜
質がすぐれ、ピンホールのない単分子有機累積膜を形成
することができる、そして、以上の工程を多数回交互に
行うことにより、互いに単分子膜間で化学結合した多数
層の単分子膜を累積形成することも可能てなる。
実施例 以下、実施例を第１〜６図を用いて説明する。
例えば、第１図に示すように、Ｓｉ基板１上に、酸素を
含むものとしてたとえば熱酸化あるいはＣＶＤ法により
ＳｉＯ2膜２を形成し表面を親水性化した後、シラン界
面活性剤としてＣＨ2＝ＣＨ−（ＣＨ2）n−ＳｉＣｌ
3（ｎ：整数。１０〜２０程度が最も扱いやすい）を用
い、２×１０-3〜５×１０-2Mol/l程度の濃度で溶かし
た８０％ｎ−ヘキサン、１２％四塩化炭素、８％クロロ
ホルム溶液を調整し、前記基板を３０分程度浸漬する
と、Ｓｉ基板表面はすでにＳｉＯ２が形成されているの
で表面で の結合が生成され、シラン界面活性剤による単分膜３が
一層（２０〜３０の厚み）形成される。（第２図） 次に、酸素あるいはＮ2を含んだ雰囲気中で（空気中で
もよい）ビニル基（ＣＨ2＝ＣＨ−）４をエネルギー線
（電子線、Ｘ線、γ線、紫外線、イオン線）で照射し、
ビニル基に水酸（−ＯＨ）基５（第３図）あるいはアミ
ノ（−ＮＨ２）基６（第４図）又はイミノ基（−ＮＨ）
を付加させる。なお、このとき水酸基５やアミノ基５が
形成されることはフーリエ変換型赤外分光分析（ＦＴＩ
Ｒ分析）により確認された。また、このとき表面に並ん
だビニル基４に、Ｏ2やＮ2を含んだプラズマ中で処理す
る方法でも−ＯＨ基や−ＮＨ2基の付加を行うことがで
きる。
含むものとしてたとえば熱酸化あるいはＣＶＤ法により
ＳｉＯ2膜２を形成し表面を親水性化した後、シラン界
面活性剤としてＣＨ2＝ＣＨ−（ＣＨ2）n−ＳｉＣｌ
3（ｎ：整数。１０〜２０程度が最も扱いやすい）を用
い、２×１０-3〜５×１０-2Mol/l程度の濃度で溶かし
た８０％ｎ−ヘキサン、１２％四塩化炭素、８％クロロ
ホルム溶液を調整し、前記基板を３０分程度浸漬する
と、Ｓｉ基板表面はすでにＳｉＯ２が形成されているの
で表面で の結合が生成され、シラン界面活性剤による単分膜３が
一層（２０〜３０の厚み）形成される。（第２図） 次に、酸素あるいはＮ2を含んだ雰囲気中で（空気中で
もよい）ビニル基（ＣＨ2＝ＣＨ−）４をエネルギー線
（電子線、Ｘ線、γ線、紫外線、イオン線）で照射し、
ビニル基に水酸（−ＯＨ）基５（第３図）あるいはアミ
ノ（−ＮＨ２）基６（第４図）又はイミノ基（−ＮＨ）
を付加させる。なお、このとき水酸基５やアミノ基５が
形成されることはフーリエ変換型赤外分光分析（ＦＴＩ
Ｒ分析）により確認された。また、このとき表面に並ん
だビニル基４に、Ｏ2やＮ2を含んだプラズマ中で処理す
る方法でも−ＯＨ基や−ＮＨ2基の付加を行うことがで
きる。
以下、同じ反応液を用いて再びシラン界面活性剤を化学
吸着工させ、シラン界面活性剤の−ＳｉＣｌ基とＯＨ基
あるいはＮＨ2基の付加反応を生じせしめ、基板の表面
に複数層の単分子膜が互いに層間で化学結合した状態の
単分子累積膜７を得ることができる。第５図はＯＨ基と
の結合、第６図はＮＨ2基との結合による状態を示す。
吸着工させ、シラン界面活性剤の−ＳｉＣｌ基とＯＨ基
あるいはＮＨ2基の付加反応を生じせしめ、基板の表面
に複数層の単分子膜が互いに層間で化学結合した状態の
単分子累積膜７を得ることができる。第５図はＯＨ基と
の結合、第６図はＮＨ2基との結合による状態を示す。
なお、ビニル基の代わりにアセチレン基（−Ｃ≡Ｃ−）
を末端に付加した試薬を用いても、同様の方法が可能で
あることがＦＴＩＲ分析により確認された。
を末端に付加した試薬を用いても、同様の方法が可能で
あることがＦＴＩＲ分析により確認された。
また、化学吸着用の材料として、ジアセチレン系の誘導
体〔例えば、ＣＨ2＝ＣＨ−（ＣＨ2）n−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡
Ｃ−（ＣＨ2）m−ＳｉＣｌ3（ｎ、ｍ：整数）等〕を用
いた場合には、紫外線照射により架橋を生成させ面方向
の導電性を持たすことが可能となる。
体〔例えば、ＣＨ2＝ＣＨ−（ＣＨ2）n−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡
Ｃ−（ＣＨ2）m−ＳｉＣｌ3（ｎ、ｍ：整数）等〕を用
いた場合には、紫外線照射により架橋を生成させ面方向
の導電性を持たすことが可能となる。
なお、以上述べてきた実施例は基板としてＳｉを用いた
例で説明してきたが、表面が親水性の基を有する物質な
ら、全てのものに応用できることは明かである。
例で説明してきたが、表面が親水性の基を有する物質な
ら、全てのものに応用できることは明かである。
また、本発明は、上述したシラン界面活性剤の化学吸着
工程とＯＨ基あるいはＮＨ2基の付加工程とを多数交互
に繰り返すことにより、多数層の単分子累積膜を形成す
ることが可能となる。
工程とＯＨ基あるいはＮＨ2基の付加工程とを多数交互
に繰り返すことにより、多数層の単分子累積膜を形成す
ることが可能となる。
発明の効果 以上述べてきた方法により、表面が親水性の基板表面に
単分子膜が互いに層間で化学結合した状態の非常に薄い
有機薄膜（単分子累積膜）を高密度でピンホール無く、
均一な厚みで形成できる。従って、本発明の方法は、分
子レベルでの取扱が必要な分子素子などの製造に極めて
有効なものである。
単分子膜が互いに層間で化学結合した状態の非常に薄い
有機薄膜（単分子累積膜）を高密度でピンホール無く、
均一な厚みで形成できる。従って、本発明の方法は、分
子レベルでの取扱が必要な分子素子などの製造に極めて
有効なものである。
第１図〜第６図は本発明の方法を説明するための工程断
面図を示し、第１図は概念図、第２図〜第６図は第１図
中Ｏ印Ａ部を分子レベルまで拡大した断面図である。 １……Ｓｉ基板、２……ＳｉＯ2、３……単分子膜、４
……ビニル基、５……水酸基、６……アミノ基、７……
単分子累積膜。
面図を示し、第１図は概念図、第２図〜第６図は第１図
中Ｏ印Ａ部を分子レベルまで拡大した断面図である。 １……Ｓｉ基板、２……ＳｉＯ2、３……単分子膜、４
……ビニル基、５……水酸基、６……アミノ基、７……
単分子累積膜。
Claims (4)
- 【請求項１】親水性の基板表面の酸素とシラン界面活性
剤を非水系の有機溶媒中で化学吸着させ前記基板表面に
前記シラン界面活性剤よりなる第１の単分子膜を形成
し、前記第１の単分子膜に、所定のガス雰囲気中で高エ
ネルギー線を照射するか又はプラズマ処理を施した後シ
ラン界面活性剤を化学吸着させることにより、前記第１
の単分子膜上に前記第１の単分子膜と化学結合した第２
の単分子膜を形成することを特徴とした単分子累積膜の
製造方法。 - 【請求項２】シラン界面活性剤として、ＣＨ2＝ＣＨ−
（ＣＨ2）n−ＳｉＣｌ3（ｎ：整数）で表される化学物
質を用いることを特徴とした特許請求の範囲第１項記載
の単分子累積膜の製造方法。 - 【請求項３】ガス雰囲気がＮ2またはＯ2であることを特
徴とした特許請求の範囲第２項記載の単分子累積膜の製
造方法。 - 【請求項４】ＣＨ2＝ＣＨ−基がＣＨ≡Ｃ−基であるこ
とを特徴とした特許請求の範囲第２項記載の単分子累積
膜の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63221754A JPH0626706B2 (ja) | 1988-09-05 | 1988-09-05 | 単分子累積膜の製造方法 |
| US07/402,183 US5093154A (en) | 1988-09-05 | 1989-09-05 | Process for preparing a monomolecular built-up film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63221754A JPH0626706B2 (ja) | 1988-09-05 | 1988-09-05 | 単分子累積膜の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0271873A JPH0271873A (ja) | 1990-03-12 |
| JPH0626706B2 true JPH0626706B2 (ja) | 1994-04-13 |
Family
ID=16771683
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63221754A Expired - Lifetime JPH0626706B2 (ja) | 1988-09-05 | 1988-09-05 | 単分子累積膜の製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5093154A (ja) |
| JP (1) | JPH0626706B2 (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0484746B1 (en) * | 1990-10-25 | 1996-09-18 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Chemically adsorbed monomolecular lamination film and method of manufacturing the same |
| EP0497204B1 (en) * | 1991-01-28 | 2001-04-18 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Medical member and method of manufacturing the same |
| EP0508136B1 (en) * | 1991-03-14 | 1998-06-03 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Surface-treated apparel material |
| US5273788A (en) * | 1992-07-20 | 1993-12-28 | The University Of Utah | Preparation of diamond and diamond-like thin films |
| US5455072A (en) * | 1992-11-18 | 1995-10-03 | Bension; Rouvain M. | Initiation and bonding of diamond and other thin films |
| JP2915812B2 (ja) * | 1994-12-07 | 1999-07-05 | 科学技術振興事業団 | 微粒子膜の転写付着方法 |
| AU6774996A (en) * | 1995-08-18 | 1997-03-12 | President And Fellows Of Harvard College | Self-assembled monolayer directed patterning of surfaces |
| US20040158212A1 (en) * | 2003-02-10 | 2004-08-12 | The Procter & Gamble Company | Disposable absorbent article comprising a durable hydrophilic core wrap |
| US20040158213A1 (en) * | 2003-02-10 | 2004-08-12 | The Procter & Gamble Company | Disposable absorbent article comprising a durable hydrophilic acquisition layer |
| US20040158214A1 (en) * | 2003-02-10 | 2004-08-12 | The Procter & Gamble Company | Disposable absorbent article comprising a durable hydrophilic topsheet |
| WO2007119690A1 (ja) * | 2006-04-12 | 2007-10-25 | Panasonic Corporation | 有機分子膜構造体の形成方法及び有機分子膜構造体 |
| US20120228182A1 (en) | 2011-03-11 | 2012-09-13 | Honeywell International Inc. | Heat sealable food packaging films, methods for the production thereof, and food packages comprising heat sealable food packaging films |
| US20160089695A1 (en) * | 2014-09-25 | 2016-03-31 | United States Government As Represented By The Secretary Of The Army | Bondable fluorinated barrier coatings |
| CN111197176B (zh) * | 2019-12-30 | 2022-03-08 | 中国科学院青海盐湖研究所 | 一种铜箔的电化学处理方法及复合铜箔材料 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4539061A (en) * | 1983-09-07 | 1985-09-03 | Yeda Research And Development Co., Ltd. | Process for the production of built-up films by the stepwise adsorption of individual monolayers |
| JPS61122925A (ja) * | 1984-11-19 | 1986-06-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 記録媒体の製造方法 |
| US4778724A (en) * | 1987-01-23 | 1988-10-18 | Worthen Industries, Inc. | Method and composition for enhancing bonding to polyolefin surfaces |
| US4968524A (en) * | 1987-10-16 | 1990-11-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Process for producing a polyacetylene |
| US4992300A (en) * | 1988-05-24 | 1991-02-12 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Manufacturing method for a recording medium or a recording head |
| EP0385656B1 (en) * | 1989-02-27 | 1995-05-10 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | A process for the production of a highly-orientated ultralong conjugated polymer |
-
1988
- 1988-09-05 JP JP63221754A patent/JPH0626706B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-09-05 US US07/402,183 patent/US5093154A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0271873A (ja) | 1990-03-12 |
| US5093154A (en) | 1992-03-03 |
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