東京大学大学院新領域創成科学研究科、同連携研究機構マテリアルイノベーション研究センター、同物性研究所、産業技術総合研究所、物質・材料研究機構 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点（WPI-MANA）、協和界面科学株式会社の共同研究グループは、100℃を超える高温でも液体のイオン液体を用いたウエットプロセスである超高温Langmuir-Blodgett法（LB法）および、自動で薄膜製造が可能な汎用的な製造装置の開発に成功しました。本手法を200℃付近の超高温プロセスで電子輸送性が向上する有機半導体分子に適用した結果、高い配向性を有するナノ薄膜の大面積製造に成功しました。

図1. 100°C以上に耐えるよう新たに開発したLangmuir-Blodgett装置。機能性分子を展開するトラフ（溶液の液だめ）が均質に温まっている様子が確認できた。

図2. （左）開発した高温LB装置を用いて製造した高分子薄膜の顕微鏡像（撮影範囲はおよそ1.5 mm×1.0 mm）。矢印の方向に高分子の鎖が配列していることが分かった。（右）高分子のミクロな結晶性の様子。

今回開発した超高温LB法及び汎用的な製造装置は、LB法の利点である、液面上での精緻な分子の集合体形成というコンセプトを踏襲しつつ、プロセス可能な温度域を大幅に拡張することができます。これまでプロセス温度の制約により検討されていなかったさまざまな分子の集合体形成が可能となり、分子を用いたエレクトロニクスへの応用研究が加速することが期待されます。

本研究成果は、米国科学雑誌Langmuir2021年12月7日版に掲載されました。

新領域創成科学研究科発表のプレスリリース

発表論文

• 雑誌名：「Langmuir」（オンライン版：12月7日）
• 論文タイトル：Hyper 100°C Langmuir-Blodgett (Langmuir-Shaefer) Technique for Organized Ultrathin Film of Polymeric Semiconductors
• 著者：Masato Ito, Yu Yamashita, Taizo Mori, Masaaki Chiba, Takayuki Futae, Jun Takeya, Shun Watanabe*, and Katsuhiko Ariga*
• DOI番号：10.1021/acs.langmuir.1c02596

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• 東京大学物性研究所 リップマー研究室