【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.12】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24TU0151
利用課題名 / Title
ガラス基板上の有機単分子膜分析
利用した実施機関 / Support Institute
東北大学 / Tohoku Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
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）次世代ナノスケールマテリアル/Next-generation nanoscale materials（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
表面分析, 自己組織化単分子膜,X線回折/ X-ray diffraction
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)
下村 鈴之介
所属名 / Affiliation
北日本電線株式会社
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
今野豊彦
利用形態 / Support Type
（主 / Main）技術代行/Technology Substitution（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
ガラス基板上に塗布されたシランカップリング剤による単分子膜の膜厚の測定手法として、エックス線反射率測定法が適用可能か実験的に検証した。
実験 / Experimental
基板として1cmx1cmx0.1cmのガラス板を準備し、シランカップリング処理なし（以下、ガラス基板）およびシランカップリング処理あり（CP剤塗布ガラス）の2つのサンプルを作成した。このサンプルに対し、平行ビームのθ-2θモードでのスキャンを0°から行い、X線に対するガラスの屈折率が1より小さいことに起因する全反射臨界角を検出し、さらにその高角側に生じる強度プロファイルから膜厚に関する情報が得られるかを調べた。
測定装置はリガクX線回折装置SmartLabを用いた。測定系として、X線ターゲットはCu回転陰極、ターゲットへの電子線出力は45kV x 200mA、光学系は反射率測定の標準パッケージを用いた。数回の予備実験後、測定精度を高めるため1-6°の範囲を１時間かけてデータを蓄積した。
結果と考察 / Results and Discussion
図１にガラス基板（赤）、CP剤塗布ガラス（黒）のプロファイルを対数プロットで示す。
臨界角は2θ≈0.4°であり、ほぼ既知の値である。両サンプルのプロファイルを比較すると、CP剤塗布ガラス（黒）のプロファイルがゆっくりと減衰しているものの、X線の反射率の相違に起因する振動は検出されなかった。
シランカップリング剤は一般にはR-Si-X3の構造式で表される化合物である。（R:有機基、X:クロル基、アルコキシ基など） 今回用いた手法では、実験精度としては最小膜厚1.5nm程度までの検出は原理的に可能であると同時に、振動の振幅は膜と基板の密度差に大きく依存している。今回の場合、基板および処理剤ともに、酸素や有機成分以外の元素はシリコンであることから、仮に界面における反射率に差があり、それが振動となって現れたとしてもその振幅は小さく、検出できなかったものと考えられる。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図1. ガラス基板（赤）とCP剤塗布ガラス（黒）のプロファイル
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
ご指導いただきました東北大学 ナノテク融合技術支援センター 金属材料研究所 今野様にこの場を借りて深く感謝申し上げます。
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.
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