ナノ建築のシリカ薄膜は,蒸気相から合成された二次元的に接続されたケージ状の毛穴を備えています

科学分野:

• マテリアルサイエンス 材料科学
• ナノテクノロジー ナノテクノロジー
• 化学工学化学工学とは

背景:

• メソポラスシリカ薄膜は,高度な電子アプリケーション,特に低K介電材料において極めて重要です.
• これらのフィルムを生産するための従来のソルジェル方法は,複雑でスケーラブル性が低い場合があります.
• オーダーメイドメソポラス材料のための新しい合成経路の開発は,技術的進歩にとって不可欠です.

研究 の 目的:

• メソポラスシリカ薄膜の作成のための新しい蒸気相合成方法を開発する.
• 合成されたシリカフィルムのナノ構造と性質を特徴付ける.
• これらのフィルムの低K介電性材料としての可能性を評価する.

主な方法:

• テトラエトキシシラン (TEOS) の蒸気浸透は,シリコン基板上のトライブロック共ポリマー表面活性剤フィルムに入ります.
• 結果として生じるシリカ表面活性物質ナノ複合物構造の特徴づけは,結果から示唆される技術 (例えば,電子顕微鏡,表面積分析) を用いて行う.
• 格子パラメータ,層の厚さ,柱の直径,毛穴の大きさ,表面積,毛穴の容積を含む毛穴構造の分析.

主要な成果:

• 蒸気浸透の際に,ナノフェーズから2Dのケージのような構造へのナノフェーズ移行が観察されました.
• 合成されたシリカフィルムは,2Dのケージ状のメソポールを持ち,フィルム表面に平行してイソトロピクです.
• 重要な構造パラメータには, ~102 Å の格子パラメータ (d), ~72 Å の毛孔サイズ, ~729 m2/g の BET 表面積, ~1.19 cm3/g の毛孔容量が含まれています.
• フィルムは,ソルゲル法と比較して,低残留Si-OH群,高い熱安定性 (900°Cまで),および水熱安定性を示した.

結論:

• 蒸気相合成は,メソポラスシリカ薄膜へのよりシンプルで潜在的によりスケーラブルな経路を提供します.
• 独特のケージ状の孔構造は,次世代電子機器の低k介電性アプリケーションに有利です.
• この方法は,有機-無機複合材料と無機多孔フィルムの大量生産に適しています.