自己組織化単分子膜 (SAM) の基礎と評価・分析手法およびその応用技術

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本セミナーでは、代表的なSAM (Self-Asssembled Monolayers) 試薬であるアルカンチオール、シランカップリングおよびホスホン酸から形成されるSAMの特徴、SAM形成反応に影響する各種因子、SAMの評価・分析方法、パターニングや分子接合等への応用について解説いたします。

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プログラム

自己組織化単分子膜 (SAM) は、比較的温和な反応条件で金属・金属酸化物表面に化学吸着・共有結合により形成された緻密なナノメートルレベルの有機単分子膜であり、物理吸着膜に比べ高い化学的安定性を持つなどの利点から、無機・有機材料界面でのぬれ、接着性、相容性向上から表面プラズモン効果を利用するバイオセンサーや有機半導体の性能向上に至る幅広い分野での応用が検討され、一部実用化されています。 　本講では、代表的なSAM試薬であるアルカンチオール、シランカップリングおよびホスホン酸から形成されるSAMの特徴、SAM形成反応に影響する各種因子、SAMの評価・分析方法と、パターニング、分子接合などの応用について概説します。

  1. 自己集積化単分子膜 (SAM) の種類
    1. アルカンチオールSAM
    2. シランカップリングSAM
    3. ホスホン酸SAM
    4. 複合SAMと多層SAM
  2. SAM形成反応に影響する諸因子 (反応前処理、溶媒、雰囲気など)
    1. アルカンチオールSAM形成に影響する諸因子
    2. シランカップリングSAM形成に影響する諸因子
    3. ホスホン酸SAM形成に影響する諸因子
  3. SAMの分析方法
    1. 表面分析
      • XPS
      • IR
      • SEM/EDX
    2. 接触角測定
    3. 膜厚測定
      • AFM
      • X線反射
  4. 表面へのSAMパターニング
    1. 気相法によるシランSAMパターニング
    2. マイクロコンタクトプリント (μCP) によるSAMパターニング
  5. SAMによる機能表面創成と工業的応用
    1. SAM官能基と接触角の関係
    2. SAM修飾を利用するナノ粒子分散性制御
    3. SAMを利用する防錆防食
    4. (古くて新しい) SAMレジスト・SAMリソグラフィ・SAM絶縁膜
    5. パーフルオロアルキル基を持つSAMを用いる仕事関数制御
    6. SAMを用いる界面熱抵抗削減
    7. 二官能性SAMを用いる分子接合、界面接合
  6. まとめ

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