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5−2−2 ガラス基板上に作製されたVOPc蒸着膜との比較検討

ねらい

 臭化カリウム（KBr）基板上に作製したバナジルフタロシアニン（VOPc）膜を有機 ガスで処理すると、膜の相構造が擬似エピタキシーからエピタキシーへ転移することを

5章2節1項で述べた。その中でこのような相転移が起きる機構について少し触れたが、

いまだ不明な点は多い。そこで、石英ガラス基板上に作製したVOPc／石英ガラス膜と VOPc／KBr膜との比較実験を行うことにより、有機ガス処理によるVOPc膜の相転移機構

を分子配列の観点から検討した。

実験方法および条件

 分子線エピタキシー装置を用いて、石英ガラス基板上にVOPc膜（試料12）を製膜 した。石英ガラス基板は、試料11と同様、蒸着前に真空中で予備加熱を行った。試料 12の蒸着条件および有機ガス処理条件を表5−3に示す。膜厚は25nm（エリプソメ

ータにより計測。）であった。

実験結果および考察

 図5−11に試料12のVIS／UVスペクトルを示す。有機ガス処理前では、波長

740nm付近に吸収ピーク、680nm付近にショルダーを示す。これは有機ガス処理前にお けるVOPc膜の構造が相1の状態であることを示唆する。有機ガス処琿後では、処理前 での波長740nmと680nmの吸収が減少し、波長820nm付近の吸収が増加する。しかしこ れは、相1からエピタキシーへの相転移途中を示すのではなく、相IIへの相転移途中を 示すものであると考えている。なぜなら、相1はエピタキシーへ転移するよりも相Hへ 転移する方が容易であるからである。相1からエピタキシーへの転移を考えた場合、相 1は隣接するVOPc分子同士が反転した構造をとっていることから、エピタキシーへ転 移するためには逆さに配向したVOPc分子がすべて1800反転しなければならない。その

ためには、大きな活性化エネルギーを必要とすることが容易に推測できる。それに対し て、相1から相IIへの転移では、VOPc分子は反転する必要はなく、隣接するVOPc分子 同士が互いに滑り込み合うだけで相■（安定型）となることができる。このことから、

相1の状態で製膜されたVOPc膜は、有機ガス処理により相Hへ転移すると推測できる。

また、石英ガラス基板上に蒸着されたVOPc膜を熱処理したときの実験結果10）（図5一

・4参照。）はこの考察を支持するものと考えている。

 図5−12に、試料12のTH強度測定結果を示す。有機ガス処理後のTH強度が若干 増加している。しかし、相IIの方が相1に比し2〜4倍のTH強度を持つとの報告14）があ

る。それを考慮すると、今回の実験結果ではTH強度の増加の割合が少ないといえる。、

これは、処理前の相状態が相1が支配的な相状態であるが、相n：成分も含んでいること が要因であると考えている。

表5−3 試料12の蒸着条件および有機ガス処理条件

基板予備加熱温度 ：Ph

150℃

基板予備加熱時間 ：Pt ^60min．

蒸着時真空度

^1σ7Pa台

蒸着時基板温度 ：Ts

200℃

蒸発源温度

^：Te

^300℃

蒸着時間

^{： t 30min．}

有機ガス処理時問： ^tv 25hrs

有機ガス処理温度 _：Tv ^{室温（24℃）}

使用有機ガス

12−Dichloroethane，

O．4

 O．3

① の

語

紀o．2

還

8

 O．1

0

処理前

  爵♂浮ゆ鼓増

質〆鵬朗解浮

炉 ダ駕 ぎ

講

穐嘱逼蟻 有機ガス処理後

図5−11

 、

400    500    600    700    800    900    1000

     Wavel ength  ［nm］

試料12のVIS／UVスペクトル（有機ガス処理前後）

O．OO8

一〇．006

」

 

邸

一

一〇．OO4＞

・一 の 二

①

ρ⊆：

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       ㊥有機ガス処理後       留        爾

      ㊥       ㊥⑱

       

⑭        ㊥   ㊥       爾

       爵

㊥  ㊥⑱   護   ㈹、

         ㊥   魯    □ ⑱

      

      

      ㊥  麗㊥皿 ⑱㊥㊥ 晦 囎

       

 ㊥    ㊥   ⑭   齢醗ロ  ⑳口_㊥⑳．

鱒ヤ〆＿㎡。冨鴫

㊥  ㊥㊥

ドキュメント内 中野寛之中野寛之 (ページ 76-80)