JPH02236299A - Production of inorganic thin film - Google Patents
Production of inorganic thin filmInfo
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- JPH02236299A JPH02236299A JP28990889A JP28990889A JPH02236299A JP H02236299 A JPH02236299 A JP H02236299A JP 28990889 A JP28990889 A JP 28990889A JP 28990889 A JP28990889 A JP 28990889A JP H02236299 A JPH02236299 A JP H02236299A
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- thin film
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- inorganic
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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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野〕
本発明は無機薄膜の製造方法に関し、詳し《は特定のミ
セル化剤を用いると共に電気化学的手法を講じることに
より、電子材料,コーティング材料等に利用しうる無機
薄膜を効率よく製造する方法に関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a method for producing an inorganic thin film, and more specifically, by using a specific micellar agent and using an electrochemical method, it is possible to produce electronic materials, coating materials, etc. This invention relates to a method for efficiently producing inorganic thin films that can be used for.
〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕従来か
ら、各種の無機薄膜を製造する方法として、真空蒸着法
2熱CVD法,プラズマCVD法超高真空(イオンビー
ム,分子線エビタキシー)法,LB膜法.キャスト法な
どが知られている。[Prior art and problems to be solved by the invention] Conventionally, methods for manufacturing various inorganic thin films include vacuum evaporation, two-thermal CVD, plasma CVD, ultra-high vacuum (ion beam, molecular beam epitaxy), LB membrane method. Casting methods are known.
しかしながら、これらの方法、特に真空蒸着法やCVD
法では、大がかりな装置を必要とするとともに、真空系
にしなければならないなどの問題がある。またキャスト
法は、溶媒の選定が困難であり、薄膜化できる無機材料
が限られているという問題がある。However, these methods, especially vacuum evaporation and CVD
The method requires large-scale equipment and requires a vacuum system, among other problems. In addition, the casting method has problems in that it is difficult to select a solvent and the inorganic materials that can be formed into a thin film are limited.
本発明者は上記従来技術の欠点を解消し、而単な装置で
、様々な無機物質を容易に薄膜化しうる方法を開発すべ
く鋭意研究を重ねた。The present inventor has conducted extensive research in order to overcome the drawbacks of the above-mentioned conventional techniques and to develop a method that can easily form thin films of various inorganic substances using a simple device.
その結果、フェロセン誘導体をミセル化剤として用いる
と、水中で各種の無機物質をミセル中に取り込むことが
でき、これを電解処理することにより、所望の無機薄膜
を電極上に形成できることを見出した。本発明はかかる
知見に基いて完成したものである。As a result, they discovered that when a ferrocene derivative is used as a micelle agent, various inorganic substances can be incorporated into micelles in water, and by electrolytically treating this, a desired inorganic thin film can be formed on an electrode. The present invention was completed based on this knowledge.
すなわち本発明は、無機物質を、水性媒体中でフェ口セ
ン誘導体よりなるミセル化剤にて可溶化あるいは分散し
、得られるミセル溶液あるいは分散液を電解して電極上
に前記無機物質の薄膜を形成することを特徴とする無機
薄膜の製造方法を提供するものである。That is, the present invention solubilizes or disperses an inorganic substance in an aqueous medium with a micellizing agent made of a fekucene derivative, and electrolyzes the resulting micelle solution or dispersion to form a thin film of the inorganic substance on an electrode. The present invention provides a method for producing an inorganic thin film, which is characterized by forming an inorganic thin film.
本発明の方法は、次の如き原理にしたがって進行し、電
極(陽極)上に無機薄膜が形成される。The method of the present invention proceeds according to the following principle, and an inorganic thin film is formed on an electrode (anode).
一般に、酸化チタンをはじめとする無機物質は、表面に
水酸基が存在している。そのため表面は強い親水性を示
す。このような無機物質の粒子を、水に必要に応じて支
持電解質等を加えて電気伝導度を調節した水性媒体に、
フェロセン誘導体よりなるミセル化剤(界面活性剤)と
ともに加えると、まずミセル化剤の親水基が、無機物質
粒子に吸着される。その結果、ミセル化剤の疎水基(前
記ミセル化剤の親水基と反対の位置にある)が無機物質
粒子の表面を覆い、その表面を疎水化する(一層吸着)
。次に、その疎水化された表面にさらにミセル化剤の疎
水基が吸着し、表面を親水化して分散する(二層吸着)
。したがって、添加するミセル化剤の量は、無機物質の
表面に吸着する量の1.5倍以上とすることが好ましい
。Generally, inorganic substances such as titanium oxide have hydroxyl groups on their surfaces. Therefore, the surface exhibits strong hydrophilicity. Particles of such inorganic substances are placed in an aqueous medium in which electrical conductivity is adjusted by adding a supporting electrolyte to water as necessary.
When added together with a micellizing agent (surfactant) made of a ferrocene derivative, the hydrophilic groups of the micellizing agent are first adsorbed onto the inorganic particles. As a result, the hydrophobic group of the micelle-forming agent (located at the opposite position to the hydrophilic group of the micelle-forming agent) covers the surface of the inorganic material particles, making the surface hydrophobic (further adsorption).
. Next, the hydrophobic group of the micelle agent is further adsorbed on the hydrophobicized surface, making the surface hydrophilic and dispersing it (double-layer adsorption).
. Therefore, it is preferable that the amount of the micellizing agent added is 1.5 times or more the amount adsorbed on the surface of the inorganic substance.
このようにして、無機物質粒子を分散した後に、電解(
通電)すると、ミセルが陽極に引き寄せられて、陽極上
でミセル中のフエロセン誘導体が電子e一を失い(フェ
ロセン中のFe2+がFe”に酸化される)、それとと
もにミセルが崩壊して内部の無機物質が陽極上に析出し
て薄膜を形成する。一方、酸化されたフェロセン誘導体
は陰極に引き寄せられて電子e一を受け取り、再びミセ
ルを形成する。In this way, after dispersing the inorganic particles, electrolysis (
When electricity is applied), the micelles are attracted to the anode, and the ferrocene derivative in the micelles loses electron e1 on the anode (Fe2+ in ferrocene is oxidized to Fe''), and at the same time, the micelles collapse and the inorganic inside The substance is deposited on the anode to form a thin film, while the oxidized ferrocene derivative is attracted to the cathode, receives electrons e, and forms micelles again.
このようなミセルの形成と崩壊が繰返される過程で、無
機物質の粒子が陽極上に析出して薄膜状のものとなり、
目的とする無機薄膜が形成されるのである。In the process of repeating the formation and collapse of micelles, inorganic particles are deposited on the anode and become a thin film.
The desired inorganic thin film is formed.
本発明の方法で用いるミセル化剤は、フェロセン誘導体
よりなるものである。ここでフェロセン誘導体としては
各種のものがあるが、大きく分けて下記の(1)〜(6
)の六種をあげることができる。The micellar agent used in the method of the present invention consists of a ferrocene derivative. There are various types of ferrocene derivatives, but they can be roughly divided into the following (1) to (6).
) can list six types.
まず(1)炭素数4〜16(好ましくは8〜14)の主
鎖を有するアンモニウム型(好ましくは第四級アンモニ
ウム型)のカチオン性界面活性剤にフェロセン化合物(
フエロセンあるいはフエロセンに適当な置換基(アルキ
ル基,アセチル基など)が結合したもの)が結合したも
のがあげられる。ここで主鎖の炭素数が少ないものでは
、ミセルを形成せずまた多すぎるものでは、水に溶解し
なくなるという不都合がある。First, (1) a ferrocene compound (
Examples include ferrocene or ferrocene to which an appropriate substituent (alkyl group, acetyl group, etc.) is bonded. If the number of carbon atoms in the main chain is too small, it will not form micelles, and if the number of carbon atoms is too large, it will not dissolve in water.
この界面活性剤にフェロセン化合物が結合する態様は様
々であり、大別して界面活性剤の主鎖の末端に結合した
もの、主鎖の途中に直接あるいはアルキル基を介して結
合したもの、主鎖中に組み込まれたものなどの態様があ
げられる。There are various ways in which the ferrocene compound is bonded to this surfactant, and can be roughly divided into those bonded to the end of the main chain of the surfactant, those bonded directly or through an alkyl group in the middle of the main chain, and those bonded within the main chain. Examples include those incorporated into.
このようなアンモニウム型のフェロセン誘導体としては
、一般式
(式中、R’,R”はそれぞれ水素または炭素数1〜4
(但し、後述の整数mを超えない)のアルキル基を示し
、z, z’はそれぞれ水素または置換基(メチル基
.エチル基,メトキシ基あるいはカルボメトキシ基など
)を示し、Xはハロゲンを示す。また、m,nはm≧O
,n≧0でありがつ4≦m十n≦16を満たす整数を示
す.),
一般式
Fe
(式中、R’,RZ,X,Z,Z’は前記と同じ(但し
、RI.Rzの炭素数は後述の整数hを超えない。)で
ある。また、h,j,kはh≧0,j≧0,k≧1であ
りかつ3≦h+j+−k≦15を満たす整数を示し、p
は0≦p≦k−1を満たす整数を示す.),
一般式
で表わされるものがあげられる。Such ammonium-type ferrocene derivatives have the general formula (wherein R' and R'' each represent hydrogen or a carbon number of 1 to 4
(However, it does not exceed the integer m described below) represents an alkyl group, z and z' each represent hydrogen or a substituent (methyl group, ethyl group, methoxy group, carbomethoxy group, etc.), and X represents a halogen. . Also, m and n are m≧O
, n≧0 and represents an integer that satisfies 4≦m×n≦16. ), general formula Fe (wherein R', RZ, j and k are integers that satisfy h≧0, j≧0, k≧1 and 3≦h+j+−k≦15, and p
indicates an integer satisfying 0≦p≦k−1. ), and those expressed by general formulas.
次に、(2)他のタイプのフェロセン誘導体としては、
一般式
(式中、R’,R”,X,Y,Z,Z”は前記と同じ(
但し、R l , R 2の炭素数は後述の整数rを超
えない。)である。また、r, s, tはr≧Q,s
≧0,t≧1でありかつ4≦r十s+t≦16を満たす
整数を示す.)
あるいは
一般式
(式中、R’,R!,X,Y,Z,Z’,r,s,tは
前記と同じである.)
で表わされるエーテル型のフェロセン誘導体があげられ
る。ここで、aは2〜18の整数を示し、またbは2.
0〜1 0 0.0の実数である。aは上述の如く2〜
l8の整数であるから、環員炭素原子とYとの間にエチ
レン基,ブロビレン基等の炭素数2〜1日のアルキレン
基が介在したものとなる。また、bは2.0〜1 0
0.0の間の整数のみならず、これらを含む実数を意味
するが、これはフェロセンgR体を構成するオキシエチ
レン基(−CH2CI420−)の繰返し数の平均値を
示すものである。さらに、上記一般式中のYは、酸素(
−0−)あるいはオキシカルボニル基(−0−C−)を
示し、z,z’ はそれぞれ前述の如く水素あるいは置
換基を示す。Next, (2) other types of ferrocene derivatives include:
General formula (wherein R', R", X, Y, Z, Z" are the same as above (
However, the number of carbon atoms in R 1 and R 2 does not exceed the integer r described below. ). Also, r, s, t are r≧Q, s
Indicates an integer that satisfies ≧0, t≧1, and 4≦r+s+t≦16. ) Alternatively, an ether type ferrocene derivative represented by the general formula (wherein R', R!, X, Y, Z, Z', r, s, and t are the same as above) can be mentioned. Here, a represents an integer from 2 to 18, and b represents 2.
It is a real number between 0 and 100.0. a is 2~ as mentioned above
Since it is an integer of 18, an alkylene group having 2 to 1 carbon atoms, such as an ethylene group or a brobylene group, is interposed between the ring member carbon atom and Y. Also, b is 2.0 to 10
It means not only an integer between 0.0 but also a real number including these, and indicates the average number of repeating oxyethylene groups (-CH2CI420-) constituting the ferrocene gR form. Furthermore, Y in the above general formula is oxygen (
-0-) or an oxycarbonyl group (-0-C-), and z and z' each represent hydrogen or a substituent as described above.
これらのエーテル型のフエロセン誘導体は、国際公開W
O89/01939号明細書に記載された方法等によっ
て製造することができる。These ether-type ferrocene derivatives have been published in the International Publication W
It can be produced by the method described in O89/01939.
さらに、(3)他のタイプのフエロセン誘導体としては
、一般式
で表わされるピリジニウム型フエロセン誘導体をあげる
ことができる。この式中、z,z’,xは前記と同じで
あり、R3は炭素数1〜4のアルキル基.炭素数1〜4
のアルコキシ基,炭素数1〜5のカルボアルコキシ基.
水酸基,カルポキシル基,スルホン酸基などを示し、ま
たC。Hoeは炭素数1〜16の直鎖または分岐鎖アル
キレン基を示す。このC.H2.は具体的には、テトラ
メチレン基,ペンタメチレン基.オクタメチレン基,ウ
ンデカメチレン基,ドデカメチレン基,ヘキサデ力メチ
レン基等のポリメチレン基(cr−rz).をはじめと
する直鎖アルキレン基、あるいは2−メチルウンデカメ
チレン基,4−エチルウンデカメチレン基などの分岐鎖
アルキレン基をあげることができる。Furthermore, (3) other types of ferrocene derivatives include pyridinium-type ferrocene derivatives represented by the general formula. In this formula, z, z', and x are the same as above, and R3 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Carbon number 1-4
an alkoxy group, a carbalkoxy group having 1 to 5 carbon atoms.
It represents a hydroxyl group, a carpoxyl group, a sulfonic acid group, and C. Hoe represents a straight chain or branched alkylene group having 1 to 16 carbon atoms. This C. H2. Specifically, it is a tetramethylene group, a pentamethylene group. Polymethylene groups (cr-rz) such as octamethylene group, undecamethylene group, dodecamethylene group, and hexademethylene group. and branched alkylene groups such as 2-methylundecamethylene group and 4-ethylundecamethylene group.
これらのビリジニウム型フェロセン誘導体は、特開平1
−226894号公報に記載された方法等によって製造
することができる。These viridinium type ferrocene derivatives are disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No.
It can be manufactured by the method described in JP-226894.
また、(4)別のタイプのフェロセン誘導体としては、
一般式
〔式中、R4及びR5はそれぞれ炭素@1〜14の直鎖
或いは分岐アルキレン基を示し、X1及びX2はそれぞ
れー〇一又は一〇一〇−を示す。またA1及びA2はそ
れぞれ+CH2CHO}−qH (R’はR′
水素又はメチル基であり、qは2〜70の実数である。(4) Another type of ferrocene derivative is
General Formula [In the formula, R4 and R5 each represent a linear or branched alkylene group having 1 to 14 carbon atoms, and X1 and X2 each represent -01 or 1010-. Further, A1 and A2 are each +CH2CHO}-qH (R' is R' hydrogen or a methyl group, and q is a real number from 2 to 70.
)を示し、Zl及びZ2はそれぞれ水素.メチル基,メ
トキシ基,アミノ基,ジメチルアミノ基,水酸基,アセ
チルアミノ基.カルボキシル基7メトキシカルボニル基
,アセトキシ基,アルデヒド基或いはハロゲンを示す。), Zl and Z2 each represent hydrogen. Methyl group, methoxy group, amino group, dimethylamino group, hydroxyl group, acetylamino group. Carboxyl group 7 Indicates methoxycarbonyl group, acetoxy group, aldehyde group or halogen.
c,dはそれぞれ1〜4の整数を示す。]
で表わされるフェロセン誘導体があげられる。これらの
フェロセン誘導体は、特願昭63−233798号明細
書に記載された方法等によって製造することができる。c and d each represent an integer of 1 to 4. ] Examples include ferrocene derivatives represented by the following. These ferrocene derivatives can be produced by the method described in Japanese Patent Application No. 63-233798.
また、(5)別のタイプのフェロセン誘導体としては、
一般式
(上記式中、Xは一G H z
0C一
メチル基あるいはエチル基を示す。R′及びR2はそれ
ぞれH , N H z , N ( C H x
) z ,C H s , C H y OOHある
いはハロゲンを示し、R3は水素またはメチル基を示す
。nはO〜10整数であり、rは2〜70の実数である
。また、a及びbはそれぞれ1〜4の整数である。]
で表わされるフェロセン誘導体があげられる。これらの
フェロセン誘導体は、特開平1−45370号公報に記
載された方法等によって製造することができる。(5) Another type of ferrocene derivative is
General formula (in the above formula, X represents 1G H z 0C 1 methyl group or ethyl group.
) z , C H s , C H y OOH or halogen, and R3 represents hydrogen or a methyl group. n is an integer from 0 to 10, and r is a real number from 2 to 70. Moreover, a and b are each integers of 1 to 4. ] Examples include ferrocene derivatives represented by the following. These ferrocene derivatives can be produced by the method described in JP-A-1-45370.
また、(6)別のタイプのフェロセン誘導体としては、
一般式
〔式中、Z1及びZ2はそれぞれH.C}{3,CH.
0,NHCOCH..N(CH,)t.COCH3,C
OOCH.示し、Rは水素あるいはメチル基を示す.k
は2〜70の実数を示し、hは2〜18の整数を示し、
mはθ〜4の整数を示し、nは1あるいは2を示し、a
及びbはそれぞれ1〜4の整数を示す.〕で表わされる
フェロセン誘導体があげられる.これらのフエロセン誘
導体は、特願昭63一248601号明細書に記載され
た方法等によって製造することができる。(6) Another type of ferrocene derivative is
General formula [wherein Z1 and Z2 are each H. C}{3, CH.
0, NHCOCH. .. N(CH,)t. COCH3,C
OOCH. and R represents hydrogen or a methyl group. k
represents a real number from 2 to 70, h represents an integer from 2 to 18,
m represents an integer from θ to 4, n represents 1 or 2, and a
and b each represent an integer from 1 to 4. ] Examples include ferrocene derivatives represented by These ferrocene derivatives can be produced by the method described in Japanese Patent Application No. 63-248601.
本発明の方法では、まず水性媒体中に上記のフェロセン
誘導体よりなるミセル化剤,支持塩ならびに無機物質、
好ましくは平均粒径が10μm以下の無機物質を入れて
、超音波.ホモジナイザーあるいは撹拌機等により充分
に分散させてミセルを形成せしめ、その後必要に応じて
過剰の該無機物質を除去し、得られたミセル溶液を静置
したままあるいは若干の撹拌を加えながら上述の電極を
用いて電解処理する。また、電解処理中に無機物質をミ
セル溶液に補充添加してもよく、あるいは陽極近傍のミ
セル溶液を系外へ抜き出し、抜き出したミセル溶液に無
機物質を加えて充分に混合撹拌し、しかる後にこの液を
陰極近傍へ戻す循環回路を併設してもよい。この際のミ
セル化剤の濃度は、限界ミセル濃度以上、具体的には約
1μM以上であればよい。また電解条件は、各種状況に
応じて適宜選定すればよいが、通常は液温0〜70゜C
、好ましくは20〜30゜C、電圧0.03〜1.5■
、好ましくは0.1〜0,7Vとし、電流密度lOts
A / ci以下、好ましくは50〜300μA/c
rAとする。In the method of the present invention, first, a micellar agent made of the above ferrocene derivative, a supporting salt, and an inorganic substance are added to an aqueous medium.
Preferably, an inorganic substance having an average particle size of 10 μm or less is added and subjected to ultrasonic waves. Disperse thoroughly using a homogenizer or stirrer to form micelles, then remove excess inorganic material as necessary, and apply the resulting micelle solution to the above-mentioned electrode while standing still or with slight stirring. electrolytically treated using Additionally, an inorganic substance may be supplemented and added to the micelle solution during the electrolytic treatment, or the micelle solution near the anode is extracted from the system, the inorganic substance is added to the extracted micelle solution, and the inorganic substance is thoroughly mixed and stirred. A circulation circuit for returning the liquid to the vicinity of the cathode may also be provided. The concentration of the micelle forming agent at this time may be at least the critical micelle concentration, specifically at least about 1 μM. Electrolysis conditions may be selected appropriately depending on various situations, but usually the liquid temperature is 0 to 70°C.
, preferably 20~30°C, voltage 0.03~1.5■
, preferably 0.1 to 0.7V, and the current density lOts
A/ci or less, preferably 50 to 300 μA/c
Let it be rA.
この電解処理を行うと、前述した原理で反応が進行する
。これをフェロセン誘導体中のFeイオンの挙動に着目
すると、陽極ではフエロセンのFe”がFe3+となっ
て、ミセルが崩壊し、無機物質の粒子(300〜700
人程度)が陽極上に析出する。When this electrolytic treatment is performed, the reaction proceeds according to the principle described above. Focusing on the behavior of Fe ions in ferrocene derivatives, at the anode, Fe'' in ferrocene becomes Fe3+, the micelles collapse, and inorganic particles (300 to 700
(about the size of a human being) is deposited on the anode.
一方、陰極では陽極で酸化されたFe”がFe”に還元
されてもとのミセルに戻るので、繰返し同じ溶液で製膜
操作を行うことができる。On the other hand, at the cathode, the Fe" oxidized at the anode is reduced to Fe" and returns to the original micelles, so the film forming operation can be repeated using the same solution.
このような電解処理により、陽極上には所望する無機物
質の粒子、特に粒径300〜700人程度の粒子による
薄膜が形成される。By such electrolytic treatment, a thin film of particles of a desired inorganic substance, particularly particles having a particle size of about 300 to 700 particles, is formed on the anode.
上記本発明の方法で用いる支持塩(支持電解質)は、水
性媒体の電気伝導度を調節するために必要に応じて加え
るものである。この支持塩の添加量は、可溶化あるいは
分散している無機物質の析出を妨げない範囲であればよ
く、通常は上記ミセル化剤の0〜300倍程度の濃度、
好ましくはlO〜200倍程度の濃度を目安とする。こ
の支持塩を加えずに電解を行うこともできるが、この場
合支持塩を含まない純度の高い薄膜が得られる。また、
支持塩を用いる場合、その支持塩の種類は、ミセルの形
成や電極への前記無機物質の析出を妨げることな《、水
性媒体の電気伝導度を調節しうるちのであれば特に制限
はない。The supporting salt (supporting electrolyte) used in the method of the present invention is added as necessary to adjust the electrical conductivity of the aqueous medium. The amount of this supporting salt added may be within a range that does not interfere with the solubilization or precipitation of the dispersed inorganic substance, and is usually at a concentration of about 0 to 300 times that of the micellizing agent.
Preferably, the concentration is about 10 to 200 times. Although electrolysis can be carried out without adding this supporting salt, in this case a highly pure thin film containing no supporting salt can be obtained. Also,
When a supporting salt is used, there is no particular restriction on the type of supporting salt as long as it does not interfere with the formation of micelles or the precipitation of the inorganic substance onto the electrode and can adjust the electrical conductivity of the aqueous medium.
具体的には、一般広く支持塩として用いられている硫酸
塩(リチウム.カリウム1 ナトリウムルビジウム.ア
ルミニウムなどの塩),酢酸塩(リチウム,カリウム,
ナトリウム,ルビジウム,ベリリウム.マグネシウム,
カルシウム,ストロンチウム,バリウム,アルミニウム
などの塩),ハロゲン化物塩(リチウム,カリウム,ナ
トリウム,ルビジウム,カルシウム.マグネシウム,ア
ルミニウムなどの塩),水溶性酸化物塩(リチウム,カ
リウム,ナトリウム,ルビジウム,カルシウム,マグネ
シウム,アルミニウムなどの塩)が好適である。Specifically, sulfates (salts such as lithium, potassium, sodium rubidium, and aluminum) and acetates (lithium, potassium, and aluminum), which are generally widely used as supporting salts, are used.
Sodium, rubidium, beryllium. magnesium,
Salts of calcium, strontium, barium, aluminum, etc.), halide salts (salts of lithium, potassium, sodium, rubidium, calcium, magnesium, aluminum, etc.), water-soluble oxide salts (lithium, potassium, sodium, rubidium, calcium, etc.) salts of magnesium, aluminum, etc.) are preferred.
また、本発明の方法で用いる電極は、フエロセンの酸化
還元電位(+0. 1 5 V対飽和甘コウ電極)より
責な金属もしくは導電体であればよい。具体的にはI
To(酸化インジウムと酸化スズとの混合酸化物),白
金.金.銀,グラシーカーボン,導電性金属酸化物2有
機ボリマー導電体などがあげられる。Further, the electrode used in the method of the present invention may be a metal or a conductor that has a higher redox potential than ferrocene (+0.15 V vs. saturated red electrode). Specifically, I
To (mixed oxide of indium oxide and tin oxide), platinum. Money. Examples include silver, glassy carbon, and conductive metal oxide diorganic polymer conductors.
本発明の方法において、無機薄膜の製造原料である無機
物質は、その粒径は特に制服はないが、好ましくは平均
粒径が10μm以下、最も好ましくは1μm以下の微粒
子が用いられる。ここで、平均粒径が10μmを超える
ものでは、得られる無機薄膜が平滑かつ均一なものとな
らない場合があり、またミセル化剤で可溶化するのに時
間がかかると同時に、条件によっては可溶化しない無機
物質が多量に残存するなど様々な問題が生ずることがあ
る。In the method of the present invention, the particle size of the inorganic substance that is a raw material for producing an inorganic thin film is not particularly uniform, but fine particles having an average particle size of 10 μm or less, most preferably 1 μm or less are used. If the average particle size exceeds 10 μm, the obtained inorganic thin film may not be smooth and uniform, and it may take time to be solubilized with a micelle agent, and depending on the conditions, the inorganic thin film obtained may not be smooth and uniform. Various problems may occur, such as large amounts of inorganic substances remaining.
本発明の方法において使用可能な上記無機物質としては
、無機酸化物.無機硫化物など各種のものがあるが、例
えばTiOz,C,CdS,FeO:+,YzO*−Z
rOz,Zl”Oz.AlzOz,CuS,ZnS,T
eOz.L iNbox. S i3Nn,SrCe
Oz.WO3PLZTさらには各種の超電導酸化物など
をあげることができる。The inorganic substances that can be used in the method of the present invention include inorganic oxides. There are various kinds of inorganic sulfides, such as TiOz, C, CdS, FeO:+, YzO*-Z
rOz,Zl”Oz.AlzOz,CuS,ZnS,T
eOz. L iNbox. S i3Nn, SrCe
Oz. Examples include WO3PLZT and various superconducting oxides.
次に、本発明を実施例によりさらに詳しく説明する。 Next, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples.
実施例1
100ccの水に
を0. 1 9 8 g (WO:lの表面に吸着され
る量の2.0倍に相当)加え、これに平均粒径0.8μ
mのW03を0.232g加えて、超音波で10分間攪
拌した後、得られたミセル溶液を2000rpmで10
分間遠心分離を行った。この上澄液を20cc採取し、
これに0.208gの臭化リチウムを加えて電解液とし
た。Example 1 0.0% in 100cc of water. 198 g (equivalent to 2.0 times the amount adsorbed on the surface of WO:l), and to this
After adding 0.232 g of W03 and stirring with ultrasonic waves for 10 minutes, the resulting micelle solution was stirred at 2000 rpm for 10 minutes.
Centrifugation was performed for minutes. Collect 20cc of this supernatant,
0.208 g of lithium bromide was added to this to prepare an electrolytic solution.
陽極にITO,陰極に白金.参照電極として飽和甘コウ
電極を用いて、25゜Cで印加電圧0.5V.電流密度
15μA / crAの定電位電解を30分行った。こ
のときの通電量は0.027クーロンであった。ITO for the anode and platinum for the cathode. A saturated sweet electrode was used as a reference electrode, and an applied voltage of 0.5 V was applied at 25°C. Constant potential electrolysis with a current density of 15 μA/crA was performed for 30 min. The amount of current applied at this time was 0.027 coulombs.
その結果、W03の薄膜を得た。原料のW03のX線回
折ピーク(第1図)と得られた薄膜のX線回折ピーク(
第2図)とが一致することにより、ITO上の薄膜はW
03であることが判明した。As a result, a thin film of W03 was obtained. The X-ray diffraction peak of the raw material W03 (Figure 1) and the X-ray diffraction peak of the obtained thin film (
(Fig. 2), the thin film on ITO is
It turned out to be 03.
実施例2
100ccの水にミセル化剤として
式
?取し、これに0.208gの臭化リチウムを加えて電
解液とした。Example 2 Formula 1 as a micelle agent in 100 cc of water? Then, 0.208 g of lithium bromide was added thereto to prepare an electrolytic solution.
陽極にGC,陰極に白金,参照電極として飽和甘コウ電
極を用いて、25゜Cで印加電圧0.5V,電流密度2
7μA / ciの定電位電解を30分行った。このと
きの通電量は0.041クーロンであった。Using GC as the anode, platinum as the cathode, and a saturated sweet electrode as the reference electrode, the applied voltage was 0.5 V at 25°C, and the current density was 2.
Constant potential electrolysis at 7 μA/ci was performed for 30 min. The amount of current applied at this time was 0.041 coulombs.
その結果、T i O zの薄膜を得た。原料のTiO
■のX線回折ピーク(第3図)と得られた薄膜のX線回
折ピーク(第4図)とが一敗することにより、GC上の
薄膜はT i O Zであることが判明した。As a result, a thin film of T i O z was obtained. Raw material TiO
When the X-ray diffraction peak (Fig. 3) and the X-ray diffraction peak (Fig. 4) of the obtained thin film coincided with each other, it was determined that the thin film on the GC was T i O Z.
実施例3
100ccの水にミセル化剤として
?表わされるフェロセン誘導体(FTMA)を0. 1
0 9 g (TiO■の表面に吸着される量の3.
0倍に相当)加え、これに平均粒径1.2μmのTiO
zを0.20g加えて、超音波で10分間撹拌した後、
得られたミセル溶液を200Orpmで10分間遠心分
離を行った。この上澄液を20ccF.e
で表わされるフェロセン誘導体(F P Y A)を0
.1 3 0 g(Y203 ZrOzの表面に吸着
される量の2.0倍に相当)加え、これに平均粒径1.
8?mの8モル%のY203−ZrOzを0. 2 0
g加えて、超音波で10分間攪拌した後、得られたミ
セル溶液を2000rpmで10分間遠心分離を行った
。この上澄液を20cc採取し、これに0.208gの
臭化リチウムを加えて電解液とした。Example 3 As a micelle agent in 100cc of water? The ferrocene derivative (FTMA) represented by 0. 1
0 9 g (3.0 g of the amount adsorbed on the surface of TiO)
In addition, TiO with an average particle size of 1.2 μm
After adding 0.20g of z and stirring with ultrasonic waves for 10 minutes,
The obtained micelle solution was centrifuged at 200 rpm for 10 minutes. This supernatant was added to 20ccF. The ferrocene derivative (F P Y A) represented by e is 0
.. 1.30 g (equivalent to 2.0 times the amount adsorbed on the surface of Y203 ZrOz) was added, and to this, an average particle size of 1.0 g was added.
8? 8 mol % of Y203-ZrOz of 0. 2 0
After stirring with ultrasonic waves for 10 minutes, the resulting micelle solution was centrifuged at 2000 rpm for 10 minutes. 20 cc of this supernatant was collected, and 0.208 g of lithium bromide was added thereto to prepare an electrolyte.
陽極及び陰極に白金,参照電極として飽和甘コウ電極を
用いて、25゜Cで印加電圧0.5V.電流密度12μ
A / ciの定電位電解を30分行った。Using platinum as the anode and cathode, and a saturated copper electrode as the reference electrode, the applied voltage was 0.5 V at 25°C. Current density 12μ
Constant potential electrolysis at A/ci was performed for 30 minutes.
このときの通電量は0.03クーロンであった。The amount of current applied at this time was 0.03 coulombs.
その結果、Y203 ZrO■の薄膜を得た。原料の
Y20:l ZrOzのX線回折ピーク(第5図)と
得られた薄膜のX線回折ピーク(第6図)とが一致する
ことにより、白金上の薄膜はYZO3 ZrO■であ
ることが判明した。As a result, a thin film of Y203ZrO■ was obtained. The X-ray diffraction peak of the raw material Y20:l ZrOz (Fig. 5) matches the X-ray diffraction peak of the obtained thin film (Fig. 6), indicating that the thin film on platinum is YZO3 ZrO■. found.
実施例4
100ccの水に、ミセル化剤としてFPEGを0.
1 9 8 g(CdSの表面に吸着される量の1.8
倍に相当)加え、これに平均粒径0.09μmのCdS
を0.2g加えて、超音波で10分間攪拌した後、得ら
れたミセル溶液を2000rpmで10分間遠心分離を
行った。この上澄液を20cc採取し、これに0.20
8gの臭化リチウムを加えて電解液とした。Example 4 Add 0.0% FPEG as a micelle agent to 100cc of water.
198 g (1.8 of the amount adsorbed on the surface of CdS)
(equivalent to twice as much), and in addition to this, CdS with an average particle size of 0.09 μm.
After adding 0.2 g of and stirring with ultrasonic waves for 10 minutes, the resulting micelle solution was centrifuged at 2000 rpm for 10 minutes. 20 cc of this supernatant was collected, and 0.20 cc of this supernatant was collected.
8 g of lithium bromide was added to form an electrolytic solution.
陽極にITO,陰極に白金,参照電極として飽和甘コウ
電極を用いて、25゜Cで印加電圧0.5■.電流密度
19μA / c++lの定電位電解を30分行った。Using ITO as the anode, platinum as the cathode, and a saturated copper electrode as the reference electrode, an applied voltage of 0.5 mm was applied at 25°C. Constant potential electrolysis was performed for 30 min at a current density of 19 μA/c++l.
このときの通電量は0.03クーロンであった。The amount of current applied at this time was 0.03 coulombs.
その結果、CdSの薄膜を得た。原料のCdSOX線回
折ピーク(第7図)と得られた薄膜のX線回折ピーク(
第8図)とが一致することにより、ITO上の薄膜はC
dSであることが判明した。As a result, a CdS thin film was obtained. The CdSOX X-ray diffraction peak of the raw material (Figure 7) and the X-ray diffraction peak of the obtained thin film (
(Fig. 8), the thin film on ITO is C
It turned out to be dS.
実施例5
100dの水にミセル化剤として
式
で表わされるフェロセン誘導体(FTMA)を0.13
0g(α一A 1 z O 3の表面に吸着される量の
4.0倍に相当)加え、これに平均粒径0.2μmのa
Altosを0.2g加えて、超音波で10分間攪
拌した後、得られたミセル溶液を2000rpmで10
分間遠心分離を行った。この上澄液を20cc採取し、
これに0.208gの臭化リチウムを加えて電解液とし
た。Example 5 Add 0.13 ferrocene derivative (FTMA) represented by the formula as a micellizing agent to 100 d of water.
0 g (equivalent to 4.0 times the amount adsorbed on the surface of α-A 1 z O 3), and to this
After adding 0.2 g of Altos and stirring with ultrasound for 10 minutes, the resulting micelle solution was stirred at 2000 rpm for 10 minutes.
Centrifugation was performed for minutes. Collect 20cc of this supernatant,
0.208 g of lithium bromide was added to this to prepare an electrolytic solution.
陽極にITO,陰極に白金.参照電極として飽和甘コウ
電極を用いて、25”Cで印加電圧0.5■,電流密度
21μA / ciの定電位電解を30分行った。この
ときの通電量は0.031クーロンであった。ITO for the anode and platinum for the cathode. Constant potential electrolysis was performed for 30 minutes at 25"C with an applied voltage of 0.5 μA and a current density of 21 μA/ci using a saturated sweet electrode as a reference electrode. The amount of current applied at this time was 0.031 coulombs. .
その結果、α−Aha3の薄膜を得た。原料のα−A1
gOffのX線回折ピーク(第9図)と得られた薄膜の
X線回折ピーク(第10図)とが一致することにより、
ITO上の薄膜はα−Al20:lであることが判明し
た。As a result, a thin film of α-Aha3 was obtained. Raw material α-A1
Since the X-ray diffraction peak of gOff (Figure 9) and the X-ray diffraction peak of the obtained thin film (Figure 10) match,
The thin film on ITO was found to be α-Al20:l.
実施例6
100ccの水に、ミセル化剤としてFPEGを0.2
g(SrCeO3の表面に吸着される量の2.4倍に
相当)加え、これに平均粒径0.31μmのSrCeO
3を0.3g加えて、超音波で10分間攪拌した後、得
られたミセル溶液を200Orpmで10分間遠心分離
を行った。この上澄液を20cc採取し、これに0.2
08gの臭化リチウムを加えて電解液とした。Example 6 Add 0.2 of FPEG as a micelle agent to 100 cc of water.
g (equivalent to 2.4 times the amount adsorbed on the surface of SrCeO3), and to this, SrCeO with an average particle size of 0.31 μm.
After adding 0.3 g of 3 and stirring with ultrasonic waves for 10 minutes, the resulting micelle solution was centrifuged at 200 rpm for 10 minutes. Collect 20cc of this supernatant and add 0.2
08 g of lithium bromide was added to form an electrolytic solution.
陽極にITO,陰極に白金,参照電極として飽和甘コウ
電極を用いて、25゜Cで印加電圧0、5■,電流密度
26μA / aflの定電位電解を30分行った。こ
のときの通電量は0.04クーロンであった。Using ITO as an anode, platinum as a cathode, and a saturated amber electrode as a reference electrode, constant potential electrolysis was performed at 25°C for 30 minutes at an applied voltage of 0.5 mm and a current density of 26 μA/afl. The amount of current applied at this time was 0.04 coulombs.
その結果、S r C e O :lの薄膜を得た。原
料のS r C e O xのX線回折ビークく第11
図)と得られた薄膜のX線回折ピーク(第12図)とが
一致することにより、ITO上の薄膜はSrCeO=で
あることが判明した。As a result, a thin film of S r C e O :l was obtained. X-ray diffraction peak of raw material S r C e O x
It was found that the thin film on ITO was SrCeO= by matching the X-ray diffraction peak of the obtained thin film (Fig. 12).
〔発明の効果]
本発明の方法によれば、簡単な装置ならびに操作によっ
て、様々な無機物質からなる膜厚の極めて薄い無機薄膜
を効率よく製造することができる。[Effects of the Invention] According to the method of the present invention, extremely thin inorganic films made of various inorganic substances can be efficiently produced using simple equipment and operations.
このように、本発明の方法によって得られる無機薄膜は
、電子材料,表示材料,蛍光表示材料.液晶カラーフィ
ルター,カラーフィルター.プラズマディスプレイ,コ
ーティング材料,エレクトロクロミック材料.エレクト
ロルミネッセンス材料,光メモリー材料,光ディスク材
料,惑光材料,太陽電池等として幅広《かつ有効に利用
される。As described above, the inorganic thin film obtained by the method of the present invention can be used for electronic materials, display materials, fluorescent display materials. LCD color filter, color filter. Plasma displays, coating materials, electrochromic materials. It is widely and effectively used as electroluminescent materials, optical memory materials, optical disk materials, luminescent materials, solar cells, etc.
第1図は実施例1で用いたWO3のX線回折パターン,
第2図は実施例1で得られた薄膜のX線回折パターン.
第3図は実施例2で用いたT i O 2のX線回折パ
ターン.第4図は実施例2で得られた薄膜のX線回折パ
ターン,第5図は実施例3で用いたYz03 ZrOz
のX線回折パターン.第6図は実施例3で得られた薄膜
のX線回折パターン、第7図は実施例4で用いたCdS
のX線回折パターン,第8図は実施例4で得られた薄膜
のX線回折パターン,第9図は実施例5で用いたαAh
a3のX線回折パターン.第10図は実施例5で得られ
た薄膜のX線回折パターン,第11図は実施例6で用い
たSrCeOzのX線回折パターン,第12図は実施例
6で得られた薄膜のX線回折パターンである。
なお図中、θはプラッグ角である。Figure 1 shows the X-ray diffraction pattern of WO3 used in Example 1.
Figure 2 shows the X-ray diffraction pattern of the thin film obtained in Example 1.
Figure 3 shows the X-ray diffraction pattern of T i O 2 used in Example 2. Figure 4 shows the X-ray diffraction pattern of the thin film obtained in Example 2, and Figure 5 shows the Yz03 ZrOz used in Example 3.
X-ray diffraction pattern. Figure 6 shows the X-ray diffraction pattern of the thin film obtained in Example 3, and Figure 7 shows the CdS used in Example 4.
8 is the X-ray diffraction pattern of the thin film obtained in Example 4, and FIG. 9 is the X-ray diffraction pattern of αAh used in Example 5.
X-ray diffraction pattern of a3. Figure 10 is the X-ray diffraction pattern of the thin film obtained in Example 5, Figure 11 is the X-ray diffraction pattern of SrCeOz used in Example 6, and Figure 12 is the X-ray diffraction pattern of the thin film obtained in Example 6. It is a diffraction pattern. Note that in the figure, θ is the plug angle.
Claims (2)
なるミセル化剤にて可溶化あるいは分散し、得られるミ
セル溶液あるいは分散液を電解して電極上に前記無機物
質の薄膜を形成することを特徴とする無機薄膜の製造方
法。(1) Solubilizing or dispersing an inorganic substance in an aqueous medium with a micellizing agent made of a ferrocene derivative, and electrolyzing the resulting micelle solution or dispersion to form a thin film of the inorganic substance on an electrode. Characteristic method for producing inorganic thin films.
請求項1記載の製造方法。(2) The manufacturing method according to claim 1, wherein the inorganic substance has an average particle size of 10 μm or less.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28990889A JPH02236299A (en) | 1988-11-14 | 1989-11-09 | Production of inorganic thin film |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28575388 | 1988-11-14 | ||
| JP63-285753 | 1988-11-14 | ||
| JP28990889A JPH02236299A (en) | 1988-11-14 | 1989-11-09 | Production of inorganic thin film |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02236299A true JPH02236299A (en) | 1990-09-19 |
Family
ID=26556012
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28990889A Pending JPH02236299A (en) | 1988-11-14 | 1989-11-09 | Production of inorganic thin film |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02236299A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102691071A (en) * | 2012-06-01 | 2012-09-26 | 浙江大学 | Preparation method for iron-doped tungsten trioxide photoelectrode |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63243298A (en) * | 1987-03-31 | 1988-10-11 | Idemitsu Kosan Co Ltd | Production of organic thin film |
| JPH02101195A (en) * | 1988-10-07 | 1990-04-12 | Seiko Epson Corp | Thin film formation method |
-
1989
- 1989-11-09 JP JP28990889A patent/JPH02236299A/en active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63243298A (en) * | 1987-03-31 | 1988-10-11 | Idemitsu Kosan Co Ltd | Production of organic thin film |
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| CN102691071A (en) * | 2012-06-01 | 2012-09-26 | 浙江大学 | Preparation method for iron-doped tungsten trioxide photoelectrode |
| CN102691071B (en) * | 2012-06-01 | 2014-11-26 | 浙江大学 | A kind of preparation method of iron-doped tungsten trioxide photoelectrode |
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