JPH01111470A - 単分子膜累積装置 - Google Patents
単分子膜累積装置Info
- Publication number
- JPH01111470A JPH01111470A JP62269644A JP26964487A JPH01111470A JP H01111470 A JPH01111470 A JP H01111470A JP 62269644 A JP62269644 A JP 62269644A JP 26964487 A JP26964487 A JP 26964487A JP H01111470 A JPH01111470 A JP H01111470A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- section
- water surface
- substrate
- water tank
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Coating Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は単分子膜累積法（ラングミュアプロジェット法
：ＬＢ法）を用いる単分子膜累積装置に関するものであ
る。
：ＬＢ法）を用いる単分子膜累積装置に関するものであ
る。
従来の技術
最近「分子エレクトロニクス」とか「バイオチップ」な
どの言葉が聞かれるようになった。これには在来の電子
技術のなかで、有機材料の単なる利用からさらに進めて
遺、電子操作などの高度の生物工学的手法を活用したり
、生体細胞を使って有機ＩＣチップを作ろうという提案
がなさｎている背景がある。これらは究極として従来の
エレクトロニクスを越える新技術を目指し、その骨子は
個々の分子や少数の分子の集合に電子素子の機能を持た
せることにある。タンパク質をはじめとする生体物質か
ら成る厚さ１００人程鹿の有機物でできた薄い膜（有機
薄膜）がその素子の基本構造と考えられている。このよ
うな素子をつくるにはＩＱＯ人程鹿の分子レベルでの薄
膜を超微細構造を維持したままで形成する技術の確立が
要求されている。そのための有力な薄膜形成法として単
分子累積法、例えばラングミュア・プロジェット法（Ｌ
Ｂ法）が注目されている。
どの言葉が聞かれるようになった。これには在来の電子
技術のなかで、有機材料の単なる利用からさらに進めて
遺、電子操作などの高度の生物工学的手法を活用したり
、生体細胞を使って有機ＩＣチップを作ろうという提案
がなさｎている背景がある。これらは究極として従来の
エレクトロニクスを越える新技術を目指し、その骨子は
個々の分子や少数の分子の集合に電子素子の機能を持た
せることにある。タンパク質をはじめとする生体物質か
ら成る厚さ１００人程鹿の有機物でできた薄い膜（有機
薄膜）がその素子の基本構造と考えられている。このよ
うな素子をつくるにはＩＱＯ人程鹿の分子レベルでの薄
膜を超微細構造を維持したままで形成する技術の確立が
要求されている。そのための有力な薄膜形成法として単
分子累積法、例えばラングミュア・プロジェット法（Ｌ
Ｂ法）が注目されている。
従来の単分子累積装置および、単分子累積法すなわち単
分子膜累積法を第４図に示す。
分子膜累積法を第４図に示す。
単分子累積装置は水槽１と水温調整部２と純水３層と膜
物質４と前記膜物質を水槽に浮かべたとき、すなわち展
開させたときの表面圧を調整するバリア５と基板６およ
び基板保持具７から成る。
物質４と前記膜物質を水槽に浮かべたとき、すなわち展
開させたときの表面圧を調整するバリア５と基板６およ
び基板保持具７から成る。
単分子膜累積法を以下に説明する。
まず単分子膜累積法において、均一に成膜するためには
不純物が混入しないように清浄な水槽１と清浄な純水３
が使用される。さらに水面を清浄にするためにアスピレ
ータ（吸引ポンプ）８で水面上のゴミを吸引除去する。
不純物が混入しないように清浄な水槽１と清浄な純水３
が使用される。さらに水面を清浄にするためにアスピレ
ータ（吸引ポンプ）８で水面上のゴミを吸引除去する。
そののち１分子中に親水基と疎水基をもつ有機分子をク
ロロホルムなどの揮発生の非水系溶媒に溶かした膜物質
４を水槽１の内側に設置したバリア５によって囲まれて
いる水面に滴下、展開させる。溶媒が揮発したのちバリ
ア５に囲まれた面積を縮めることによりバリア６内の単
分子に表面圧をかけ、固体膜４にする。バリア６によっ
て常に一定で適当な表面圧をかけ固体膜に保った状態で
、清浄な基板６を水面と垂直すなわち、前記固体膜４を
横切る方向に上下させることで単分子を基板６に累積す
ることができるのである。
ロロホルムなどの揮発生の非水系溶媒に溶かした膜物質
４を水槽１の内側に設置したバリア５によって囲まれて
いる水面に滴下、展開させる。溶媒が揮発したのちバリ
ア５に囲まれた面積を縮めることによりバリア６内の単
分子に表面圧をかけ、固体膜４にする。バリア６によっ
て常に一定で適当な表面圧をかけ固体膜に保った状態で
、清浄な基板６を水面と垂直すなわち、前記固体膜４を
横切る方向に上下させることで単分子を基板６に累積す
ることができるのである。
単分子膜にはさまざまな表面活性物質が成膜分子になり
得る。膜を構成する単分子層が全て同一なホモ膜ばかり
でなく、水面上の単分子層を適宜取り換えることによっ
てムムＢＢ・・・・・・、ムＢＡＢ・・・・・・のよう
なヘテロ膜を作ることもできる。さらには遣う放膜分子
を何種か混合して多成分系単分子層を作り、混合膜を作
ることもできる。
得る。膜を構成する単分子層が全て同一なホモ膜ばかり
でなく、水面上の単分子層を適宜取り換えることによっ
てムムＢＢ・・・・・・、ムＢＡＢ・・・・・・のよう
なヘテロ膜を作ることもできる。さらには遣う放膜分子
を何種か混合して多成分系単分子層を作り、混合膜を作
ることもできる。
発明が解決しようとする問題点
前記従来法によれば１枚の基板６を基板保持具７の先端
にセットした状態で前記基板保持具を繰返し上下させて
水槽１の純水３層へ挿入、引出しを行ない、前記純水３
の水面に展開した膜物質４にバリア６によって一定加圧
してできた固体膜４′を基板に累積するため１層１水面
方式に挿入、引出によってつくるＹ型膜については連続
累積ができるが引出方向のみでつくるＸ型膜、挿入方向
のみでつくる２型膜や複数の膜物質を一用いてつくるヘ
テロ膜については一層累積する毎に水面の固体膜４′を
アスピレータ８で除去し、水面を清浄にしたのち基板を
移動させたり、次層の膜物質を滴下。
にセットした状態で前記基板保持具を繰返し上下させて
水槽１の純水３層へ挿入、引出しを行ない、前記純水３
の水面に展開した膜物質４にバリア６によって一定加圧
してできた固体膜４′を基板に累積するため１層１水面
方式に挿入、引出によってつくるＹ型膜については連続
累積ができるが引出方向のみでつくるＸ型膜、挿入方向
のみでつくる２型膜や複数の膜物質を一用いてつくるヘ
テロ膜については一層累積する毎に水面の固体膜４′を
アスピレータ８で除去し、水面を清浄にしたのち基板を
移動させたり、次層の膜物質を滴下。
展開し表面圧を調整しなければならず、大変時間がかか
る上、装置専有時間が長く量産性には不適である。
る上、装置専有時間が長く量産性には不適である。
問題点を解決するための手段
本発明は、基板保持具が上下動する支持部と円盤構造の
基板取付部と、前記円盤状基板取付部の両側全はさむよ
うな構造の仕切部を有する装置を用いるものである。
基板取付部と、前記円盤状基板取付部の両側全はさむよ
うな構造の仕切部を有する装置を用いるものである。
作用
前記基板保持具の支持部は保持具を上下させる。
円盤状の基板取付部は、複数の基板を前記円盤状取付部
の円周付近に吊り下げもしくは貼りつけるようにセット
し、回転によって基板を移動させることで膜累積の処理
能力を上げる。仕切部はふたつの仕切部が前記基板取付
部の回転軸を収納するようにセットされている。さらに
その端部には前記円盤状基板取付部をはさむような面を
有し、仕切部と基板取付部との接する面はすり合わせに
することで回転動によって基板取付部に膜物質が付着し
ないようにする。回転軸は仕切部の円筒状内で回転する
。
の円周付近に吊り下げもしくは貼りつけるようにセット
し、回転によって基板を移動させることで膜累積の処理
能力を上げる。仕切部はふたつの仕切部が前記基板取付
部の回転軸を収納するようにセットされている。さらに
その端部には前記円盤状基板取付部をはさむような面を
有し、仕切部と基板取付部との接する面はすり合わせに
することで回転動によって基板取付部に膜物質が付着し
ないようにする。回転軸は仕切部の円筒状内で回転する
。
実施例
本発明の実施例全第１図〜第３図を用いて以下に説明す
る。
る。
本発明の基板保持具７を第１図ａに示す。保持具は支持
部７＆、基板取付部７ｂ、仕切部７Ｃから成り、支持部
Ｔ＆は基板保持具７を上下動させるものである。基板取
付部７ｂは円盤状を有しておりその中心には回転軸７ｄ
がまた円周付近には複数の基板６が吊り下げもしくは貼
りつけられたように固定、セットされている。前記基板
６は前記円盤状基板取付部の回転によって移動する。仕
切部７Ｃは筒状の先端に板状のすり合わせ部７ｅを有し
た構造となっている（第１図ｂ）。円盤状基板取付部７
ｂと回転軸７ｄは一体となっている（第１図Ｃ）。
部７＆、基板取付部７ｂ、仕切部７Ｃから成り、支持部
Ｔ＆は基板保持具７を上下動させるものである。基板取
付部７ｂは円盤状を有しておりその中心には回転軸７ｄ
がまた円周付近には複数の基板６が吊り下げもしくは貼
りつけられたように固定、セットされている。前記基板
６は前記円盤状基板取付部の回転によって移動する。仕
切部７Ｃは筒状の先端に板状のすり合わせ部７ｅを有し
た構造となっている（第１図ｂ）。円盤状基板取付部７
ｂと回転軸７ｄは一体となっている（第１図Ｃ）。
基板保持具は前記仕切部の筒状内に前記回転軸を収納す
るように、また円盤状部をはさむようにふｔつの仕切部
がセットされた構造になっており、はさまれた円盤状基
板取付部の両壁面と、はさんだ支持部７Ｃのすり合わせ
板部７ｅは互いにすり合わせ加工され、円盤状基板取付
部の回転に支障がなく、回転動によって水面に浮かぶ膜
物質４が円盤状基板取付部に付着することを防止するよ
うになっている。
るように、また円盤状部をはさむようにふｔつの仕切部
がセットされた構造になっており、はさまれた円盤状基
板取付部の両壁面と、はさんだ支持部７Ｃのすり合わせ
板部７ｅは互いにすり合わせ加工され、円盤状基板取付
部の回転に支障がなく、回転動によって水面に浮かぶ膜
物質４が円盤状基板取付部に付着することを防止するよ
うになっている。
前記回転軸は、前記仕切部の円筒状内で回転する０
基板保持具の仕切部６ｘ軸とすれば板状すり合わせ部は
Ｙ軸、支持部はＺ軸の相対関係にあり、Ｘ軸の仕切部と
Ｙ軸の板状すり合わせ部は共に水面に水平で膜物質が混
入しないように若干沈めた位置にセットされている。
Ｙ軸、支持部はＺ軸の相対関係にあり、Ｘ軸の仕切部と
Ｙ軸の板状すり合わせ部は共に水面に水平で膜物質が混
入しないように若干沈めた位置にセットされている。
このような構成の基板保持具７を水槽の水面を２分する
ような位置まで降下させる。２分された水面を例えば水
面ム、水面Ｂとし、円盤状基板取付部の回転方向を一定
例えば左回転にした場合の各種膜累積方法について以下
に説明する。
ような位置まで降下させる。２分された水面を例えば水
面ム、水面Ｂとし、円盤状基板取付部の回転方向を一定
例えば左回転にした場合の各種膜累積方法について以下
に説明する。
まず引出方法のみで膜累積を行うＸ型膜は、水面ムは純
水面に保ち、水面Ｂに膜物質４を展開レバリア５で表面
圧を調整しながら円盤状基板取付部を回転させて基板６
を移動させることでＸ型膜を得ることができる（第３図
ａ）。
水面に保ち、水面Ｂに膜物質４を展開レバリア５で表面
圧を調整しながら円盤状基板取付部を回転させて基板６
を移動させることでＸ型膜を得ることができる（第３図
ａ）。
次に挿入、引出の繰り返しによって膜累積を行うＹ型膜
は、水面Ａ、Ｂ共に同じ膜物質を展開したのち、バリア
による表面圧調整以降を上記動作にてＹ型膜を得ること
ができる（第３図ｂ）。
は、水面Ａ、Ｂ共に同じ膜物質を展開したのち、バリア
による表面圧調整以降を上記動作にてＹ型膜を得ること
ができる（第３図ｂ）。
挿入方向のみで膜累積を行う２型膜は、水面ムに膜物質
４を展開し、水面Ｂｉ純水面に保つことで、バリアによ
る表面圧調整以降を上記動作にて２型膜を得ることがで
きる（第３図Ｃ）。
４を展開し、水面Ｂｉ純水面に保つことで、バリアによ
る表面圧調整以降を上記動作にて２型膜を得ることがで
きる（第３図Ｃ）。
また、水面ムに例えば膜物質ム、水面Ｂに例えば膜物質
Ｂを展開させることでム、Ｂ、ム、Ｂ・・・・・・、さ
らには回転方向を変化させることで、人。
Ｂを展開させることでム、Ｂ、ム、Ｂ・・・・・・、さ
らには回転方向を変化させることで、人。
Ｂの組み合わせが異なるヘテロ膜を得ることができる（
第３図ｄ）。
第３図ｄ）。
発明の効果
本発明によれば従来の１相１水面方式に対して基板保持
具の仕切部によって水面が２分すなわち１相２水面方式
にできる友め、Ｙ型膜はもちろんのことＸ、Ｚ、ヘテロ
膜をふ危つの水面、膜物質、基板の移動方向を選択する
ことで容易に累積することができる。多層累積の場合に
はバリア解除、膜物質の追加展開、表面圧調整、これら
の作業を繰り返すことで容易に得ることができる。また
円盤状基板取付部に複数の基板をセットできることから
量産性に適している。
具の仕切部によって水面が２分すなわち１相２水面方式
にできる友め、Ｙ型膜はもちろんのことＸ、Ｚ、ヘテロ
膜をふ危つの水面、膜物質、基板の移動方向を選択する
ことで容易に累積することができる。多層累積の場合に
はバリア解除、膜物質の追加展開、表面圧調整、これら
の作業を繰り返すことで容易に得ることができる。また
円盤状基板取付部に複数の基板をセットできることから
量産性に適している。
第１図は本発明の基板保持具の構成を示しており、第」
図ａは基板をセットしたときの全体斜視図、第１図すは
同仕切部の断面図、第１図０は同基板取付部断面図、第
２図ａは本実施例装置における基板保持具を水槽にセッ
トし１相２水面にした様子の断面図、第２図すは第２図
ａのムー五′線概略断面図、第３図ａ −ｄは同基板保
持具を用いた各種膜累積方法を示す工程図、第４図は１
相１水面、１基板膜累積の従来法を示す構成図である。 １・・・・・・水槽、２・・・−・・水温調整部、３・
・・・・・純水、４・・・・・・膜物質（固体膜）、６
・・・・・・バリア、６・・・・・・基板、７・・・・
・・基板保持具、７＆・・・・・・支持部、７ｂ・・・
・・・基板取付部、７Ｃ・・・・・・水面仕切部、７ｄ
・・・・・・回転軸、７ｅ・・・・・・板状すり合わせ
部。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名凶 −へ 烟 綜 リ 第３図
図ａは基板をセットしたときの全体斜視図、第１図すは
同仕切部の断面図、第１図０は同基板取付部断面図、第
２図ａは本実施例装置における基板保持具を水槽にセッ
トし１相２水面にした様子の断面図、第２図すは第２図
ａのムー五′線概略断面図、第３図ａ −ｄは同基板保
持具を用いた各種膜累積方法を示す工程図、第４図は１
相１水面、１基板膜累積の従来法を示す構成図である。 １・・・・・・水槽、２・・・−・・水温調整部、３・
・・・・・純水、４・・・・・・膜物質（固体膜）、６
・・・・・・バリア、６・・・・・・基板、７・・・・
・・基板保持具、７＆・・・・・・支持部、７ｂ・・・
・・・基板取付部、７Ｃ・・・・・・水面仕切部、７ｄ
・・・・・・回転軸、７ｅ・・・・・・板状すり合わせ
部。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名凶 −へ 烟 綜 リ 第３図
Claims (1)
- 水槽と、膜を形成する物質と、前記膜物質を水槽に浮か
べたときの表面圧を調整するための加圧部と、基板保持
具とから成る単分子膜累積装置において、前記基板保持
具が、上下動する構造の支持部と、支持部の先端に回転
軸を有し、円周付近に複数の基板が吊り下げもしくは貼
りつけたようにセットできる円盤構造の基板取付部と、
前記円盤状取付部の両側をはさむような構造の仕切部と
を備えてなる単分子膜累積装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62269644A JPH01111470A (ja) | 1987-10-26 | 1987-10-26 | 単分子膜累積装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62269644A JPH01111470A (ja) | 1987-10-26 | 1987-10-26 | 単分子膜累積装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01111470A true JPH01111470A (ja) | 1989-04-28 |
Family
ID=17475219
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62269644A Pending JPH01111470A (ja) | 1987-10-26 | 1987-10-26 | 単分子膜累積装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01111470A (ja) |
-
1987
- 1987-10-26 JP JP62269644A patent/JPH01111470A/ja active Pending
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