氏名 剣持 勇一 降り - 東京大学学術機関リポジトリ

Ⅰ
研 究 の成 果 (1000字 程 度)
(図表 も含 めて分か りやす く記入 の こ と)
無機物質 と両親媒性分子の 自己集合 に よ り形成 され るメソ ポー ラスマテ リアル の 薄膜
は 、 均 一 で 規 則 的 な構 造 を 持 ち 、 高 い 比 表 面 積 を 有 す る材 料 で あ る。 こ れ ら の 特 徴 か ら 、
メ ソポ ー ラ ス マ テ リア ル の 薄 膜 の 応 用 と して 、 色 素 増 感 型 太 陽 電 池 の 電 極 や 、 ガ ス セ ン サ
ー な ど の 電 気 デ バ イ ス な どが 考 え られ て い る。 これ ら の 応 用 に は 、 シ リ コ ン ウエ ハ ー や ガ
ラ ス板 で は な く 、ITOな
ど の 導 電 性 物 質 の 膜 を基 盤 とす る必 要 が あ る。
一 方 、 析 出 法 や 溶 媒 揮 発 法 と い っ た 薄 膜 作 製 方 法 に か か わ らず 、 メ ソ ポ ー ラ ス マ テ リ ア
の 薄 膜 の メ ソ構 造 は 基 板 表 面 の 影 響 を 大 き く受 け る こ と が 知 られ て い る。 薄 膜 の 基 板 ル
と
して 多 く用 い られ る シ リ コ ン ウエ ハ ー は 単 結 晶 で あ り、 ドメ イ ン の 結 晶 方 位 は 一 方 向 を 向
い て い る 上 に粒 界 も存 在 しな い 。 しか し、ITOな
ど の 導 電 性 物 質 は 多結晶 で あ り、 各 ドメ
イ ン の 結 晶 方 位 は 一 致 して い な い 上 、 ドメ イ ン 間 の 粒 界 を 有 す る。 そ の た めITO膜
上 に形
成 され た メ ソ ポ ー ラ ス シ リカ 薄 膜 は 、 シ リ コ ン 基 板 上 に 製 膜 され た メ ソ ポ ー ラ ス シ リカ 薄
膜 と は 異 な る構 造 を持 つ 可 能 性 が あ り、ITO薄
膜 を有 す るガ ラス板 上 に製 膜 した 薄膜 と、
シ リ コ ン 基 板 上 に 製 膜 した 薄 膜 と の メ ソ構 造 の 違 い を 詳 細 に 検 討 す る 必 要 が あ る 。
本 研 究 で は 、 シ リ コ ン ウエ ハ ー 、 ガ ラ ス 板 、 研 磨 したITO薄
膜 つ き ガ ラ ス 板 、 研 磨 され
て い な い 酸 化 ス ズ 薄 膜 つ き ガ ラ ス 板 を 用 い 、表 面 の 粗 さ が 異 な る4種
型 の メ ソポ ー ラ ス シ リカ 薄 膜 を作 製 し、XRD、
類 の 基 板 上 にSBA-15
電 子 顕 微 鏡 で 構 造 の 違 い を観 察 した 。 ま た 、
導 電 性 薄 膜 を 有 す る ガ ラ ス 板 上 の メ ソ ポ ー ラ ス シ リカ 薄 膜 に つ い て は 、Ptレ
プ リカ を 作 製
し、 基 板 薄 膜 界 面 の メ ソポ ー ラ ス シ リカ の メ ソ構 造 を 観 察 した 。
そ の 結 果 、 メ ソポ ー ラ ス シ リカ を 多 結 晶 の 膜 の 上 に 製 膜 し た 場 合 に は 、 粒 界 に お い て 両
親 媒 性 分 子 は 膜 表 面 の 制 約 を 受 け 、 本 来 形 成 す る は ず の シ リ ン ダ ー で は な く 、 球 状 の ミセ
ル を 形 成 す る こ とが 観 察 され た 。 こ れ は 、 各 ドメ イ ン の 結 晶 方 位 の 違 い に よ る も の で は な
く、 溝 の よ うな 物 理 的 形 状 に よ る も の と 考 え られ る。 今 回 の よ うに 多 結 晶 の 膜 上 に 製 膜 し
た 場 合 に は 、 基 板-薄 膜 界 面 に お い て メ ソ構 造 が 欠 陥 を 有 す る こ とが明 らか に な っ た 。 こ の
よ うな 欠 陥 は 、 メ ソ ポ ー ラ ス マ テ リア ル に よ っ て 、 量 子 サ イ ズ 効 果 な ど の 特 異 的 な 性 質 を
発 現 させ る た め の 大 前 提 とな る 、 材 料 の ナ ノ メ ー タ ス ケ ー ル で の 制 御 を 困 難 に す る 恐 れ が
あ る。 本 研 究 で は 、Ptを 充 填 す る こ と に よ り、 基 板-薄 膜 界 面 に お い て 基 板 形 状 に よ っ て 変
化 す る メ ソ構 造 を 観 察 す る こ と に成 功 した 。