【公開日：2023.07.31】【最終更新日：2023.05.30】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22UT0003
利用課題名 / Title
新規機能性材料の表面･結晶･電子構造解析
利用した実施機関 / Support Institute
東京大学
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
薄膜、表面形状分析、表面化学構造解析,走査プローブ顕微鏡/Scanning probe microscopy,走査プローブ顕微鏡/Scanning probe microscopy,X線回折/X-ray diffraction,X線回折/X-ray diffraction,電子分光,表面・界面・粒界制御/ Surface/interface/grain boundary control
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
伊藤 喜光
所属名 / Affiliation
東京大学
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
横山裕大,沼邊国太,佐藤正太
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
府川和弘,飯盛桂子
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）,技術補助/Technical Assistance
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
UT-301：多機能走査型X線光電子分光分析装置(XPS)
UT-307：走査型プローブ顕微鏡
UT-202：高輝度In-plane型X線回折装置
UT-850：形状・膜厚・電気特性評価装置群
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
当研究室では電気的な手法を用いた新しいナノ薄膜（厚さ＜100 nm）の合成法を開発した。この膜は低密度であるにも係わらず高い力学強度を合わせ持つという特異な物性を有している。本ナノ薄膜は高効率分離膜や抗菌・抗ウイルス膜としての機能があり、材料として大変興味深い。本研究は本ナノ薄膜の機能性を拡張すべく、合成条件の検討や、多様なモノマーを原料として用いた膜を合成し、その表面形状観察と解析を行うことを目的としている。
実験 / Experimental
【利用した主な装置】走査型プローブ顕微鏡 L-trace II、薄膜X線回折装置 SmartLab(9kW) 【実験方法】種々のモノマーから合成したポリマー薄膜をシリコンウエハの上にのせ、乾燥させた後、微細構造加工部門の装置である触針式プロファイリングシステム（DektakXT）及び干渉式膜厚計（Tohospec3100）を利用して膜厚を測定した。これらの測定は簡便であるため、スクリーニングに利用した。その後微細構造解析部門の装置である原子間力顕微鏡にて膜の厚み及び表面粗さの測定を行った。また、X線光電子分光装置により薄膜の化学組成を分析した。さらに、サンプルによってX線反射率測定により密度を測定した。
結果と考察 / Results and Discussion
本手法の汎用性を確認すべく、種々の官能基をもつモノマーを利用したナノ薄膜の合成を行った。その結果、種々の酸素官能基や窒素官能基を含有するモノマーが利用可能であることが明らかになった（Fig. 1）。また、フレキシブルな置換基を導入することでナノ薄膜の靭性が向上することが明らかとなった。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig. 1 XP spectra of nitrogen containing nanomembrane.
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
・さきがけ（JST） 「電場による非平衡反応場を利用した合成化学」
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- 伊藤喜光、Tengfei Fu、Pier-Luc Champagne、相田卓三、特異な電気的環境下における多孔性自立ポリマーナノ薄膜の新しい合成, 第71回高分子学会年次大会, 2022/05/27
- 横山裕大、伊藤喜光、CHAMPAGNE Pier-Luc、相田卓三、特異な電気二重層を利用した新規自立多孔質ポリマーナノ薄膜の化学修飾, 第71回高分子学会年次大会, ポスター, 2022/05/25
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件