JPH0766990B2 - 有機デバイスおよびその製造方法 - Google Patents
有機デバイスおよびその製造方法Info
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- Y10S977/932—Specified use of nanostructure for electronic or optoelectronic application
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
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- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、有機材料を用いた電子デバイス（有機デバイ
ス）およびその製造方法関するものである。
ス）およびその製造方法関するものである。
さらに詳しくは、導電性単分子膜あるいは導電性単分子
累積膜を流れる電子を利用した電子デバイスおよびその
製造方法に関するものである。
累積膜を流れる電子を利用した電子デバイスおよびその
製造方法に関するものである。
従来の技術 従来電子デバイスは、シリコン結晶に代表されるよう
に、無機系半導体結晶が用いられている。
に、無機系半導体結晶が用いられている。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、無機結晶では、微細化が進展するにとも
なって結晶欠陥が問題となり、デバイスの性能が結晶性
に大きく左右される欠点があった。
なって結晶欠陥が問題となり、デバイスの性能が結晶性
に大きく左右される欠点があった。
本発明の目的は、デバイスの高密度化が進展し微細加工
がなされても結晶性に左右されない有機物をもちいてデ
バイスを作成し、高集積な電子デバイスを提供すること
にある。
がなされても結晶性に左右されない有機物をもちいてデ
バイスを作成し、高集積な電子デバイスを提供すること
にある。
課題を解決するための手段 本発明は、任意の基板上に単分子膜または単分子累積膜
を挟んで第１の電極と第２および第３の電極を形成し、
第１の電極と第２あるいは第３の電極および第２と第３
の電極間に電圧を印加し、第１の電極と第２あるいは第
３の電極間の電圧を変化させ、第２と第３の電極間の電
流の流れを制御することを特徴とするデバイスを提供す
るものである。
を挟んで第１の電極と第２および第３の電極を形成し、
第１の電極と第２あるいは第３の電極および第２と第３
の電極間に電圧を印加し、第１の電極と第２あるいは第
３の電極間の電圧を変化させ、第２と第３の電極間の電
流の流れを制御することを特徴とするデバイスを提供す
るものである。
また、そのときの電流が流れる領域を有機物質、特に有
機単分子膜または単分子累積膜で作成することによりデ
バイスの高機能化と微細化を達成しようとするものであ
る。
機単分子膜または単分子累積膜で作成することによりデ
バイスの高機能化と微細化を達成しようとするものであ
る。
更にまた、前記有機単分子膜または単分子累積膜作成の
手段として、一端に を持つ直鎖上の炭化水素誘導体を用いれば、有機溶媒中
で化学吸着により親水性基板表面に単分子膜を吸着形成
でき（化学吸着法）、さらに前記累積された単分子膜表
面を酸素を含むガス中で高エネルギー線照射して表面を
親水性化することにより単分子膜を累積膜を形成するこ
とも出来る。
手段として、一端に を持つ直鎖上の炭化水素誘導体を用いれば、有機溶媒中
で化学吸着により親水性基板表面に単分子膜を吸着形成
でき（化学吸着法）、さらに前記累積された単分子膜表
面を酸素を含むガス中で高エネルギー線照射して表面を
親水性化することにより単分子膜を累積膜を形成するこ
とも出来る。
従って、直鎖状炭化水素の一部に不飽和基（例えば、ア
セチレン基）を含むような物質を用い化学吸着法を行え
ば、数十オングストロームオーダの不飽和基を持つ単分
子膜を形成でき、さらに多層の累積膜も容易に得ること
が出来る。
セチレン基）を含むような物質を用い化学吸着法を行え
ば、数十オングストロームオーダの不飽和基を持つ単分
子膜を形成でき、さらに多層の累積膜も容易に得ること
が出来る。
この方法により累積された単分子膜の不飽和基、例えば
アセチレン基を、ハロゲン化金属触媒を含む有機溶媒中
に浸漬し、前記単分子膜のアセチレン基の部分を重合さ
せると、超高分子量で共役系が非常に長くしかも酸素を
含む雰囲気中でも安定な導電性共役基を有するポリアセ
チレンが形成される。つまり、一定の配向性を保った状
態で金属触媒を用いてアセチレン誘導体の分子を重合す
ることにより、共役系が連続した直鎖状で超高分子量の
ポリマー（超長共役ポリマー）を作れることを見いだし
た。
アセチレン基を、ハロゲン化金属触媒を含む有機溶媒中
に浸漬し、前記単分子膜のアセチレン基の部分を重合さ
せると、超高分子量で共役系が非常に長くしかも酸素を
含む雰囲気中でも安定な導電性共役基を有するポリアセ
チレンが形成される。つまり、一定の配向性を保った状
態で金属触媒を用いてアセチレン誘導体の分子を重合す
ることにより、共役系が連続した直鎖状で超高分子量の
ポリマー（超長共役ポリマー）を作れることを見いだし
た。
一方、有機溶媒に溶解させたアセチレン基等の不飽和基
を有する物質を水面上に展開し前記有機溶媒を蒸発させ
た後、水面上に残った前記物質の分子を水面上で水面方
向にバリヤでかき集め、所定の表面圧を加えながら基板
を上下させてアセチレン誘導体の単分子膜を基板上に累
積（この累積法をラングミュアー・ブロジェット（LB）
法と言い、この方法により累積された単分子膜をLB膜と
いう）した後、ハロゲン化金属触媒を含む有機溶媒中に
前記単分子膜の累積された基板を浸漬し前記単分子膜の
アセチレン基の部分を重合させても、超高分子量で共役
系が非常に長くしかも酸素を含む雰囲気中でも安定なポ
リアセチレン型超長共役ポリマーが形成できる。即ち、
一定の配向性を保った状態で金属触媒を用いてアセチレ
ン誘導体等の不飽和基を有する分子を重合することによ
り、共役系が連続した直鎖状で超高分子量（超長共役ポ
リマー）のポリマーを作れることを見いだした。
を有する物質を水面上に展開し前記有機溶媒を蒸発させ
た後、水面上に残った前記物質の分子を水面上で水面方
向にバリヤでかき集め、所定の表面圧を加えながら基板
を上下させてアセチレン誘導体の単分子膜を基板上に累
積（この累積法をラングミュアー・ブロジェット（LB）
法と言い、この方法により累積された単分子膜をLB膜と
いう）した後、ハロゲン化金属触媒を含む有機溶媒中に
前記単分子膜の累積された基板を浸漬し前記単分子膜の
アセチレン基の部分を重合させても、超高分子量で共役
系が非常に長くしかも酸素を含む雰囲気中でも安定なポ
リアセチレン型超長共役ポリマーが形成できる。即ち、
一定の配向性を保った状態で金属触媒を用いてアセチレ
ン誘導体等の不飽和基を有する分子を重合することによ
り、共役系が連続した直鎖状で超高分子量（超長共役ポ
リマー）のポリマーを作れることを見いだした。
さらにまた、前記LB膜の累積時に面方向に直流バイアス
を印加しておくと、より共役系の長い超長共役ポリマー
が作れることを見いだした。
を印加しておくと、より共役系の長い超長共役ポリマー
が作れることを見いだした。
作用 従って、本発明のデバイスでは、 デバイスの高密度化が進展し微細加工がなされても結晶
性に左右されない有機物を用いたデバイスを作成できる
ので、現在のVLSIに比べ極めて高密度の空気信号を処理
する三端子有機デバイスを作成できる。
性に左右されない有機物を用いたデバイスを作成できる
ので、現在のVLSIに比べ極めて高密度の空気信号を処理
する三端子有機デバイスを作成できる。
また、単分子膜あるいは単分子累積膜の作成方法として
化学吸着法を用いる場合、アセチレン（Ｃ≡Ｃ）基等の
不飽和基およびクロルシラン基 を含む物質を溶解させた非水系有機溶媒中に表面が親水
性の基板を浸漬し、前記基板表面に前記物質を化学吸着
させることにより基板上に不飽和基およびクロルシラン
基 を含む物質の単分子膜を分子状態が並んだ状態で作成す
ることが出来る。さらに所定の基板上に形成した不飽和
基を有する化学吸着膜を金属触媒あるいは放射線あるい
は電界等を用いて重合することにより、重合時の分子配
向性を保った状態で、共役系が連続した直鎖状の超高分
子量の単分子膜ポリマーを作ることができる。また、重
合反応には、ハロゲン化金属触媒たとえばMoCl5やWC
l6、NbCl5、TaCl5、Mo（CO）5、Ｗ（CO）6、あるいはNb
（CO）5、やTa（CO）5等が利用できる。また、有機溶媒
はトルエン、ジオキサン、アニソール等が利用できる。
化学吸着法を用いる場合、アセチレン（Ｃ≡Ｃ）基等の
不飽和基およびクロルシラン基 を含む物質を溶解させた非水系有機溶媒中に表面が親水
性の基板を浸漬し、前記基板表面に前記物質を化学吸着
させることにより基板上に不飽和基およびクロルシラン
基 を含む物質の単分子膜を分子状態が並んだ状態で作成す
ることが出来る。さらに所定の基板上に形成した不飽和
基を有する化学吸着膜を金属触媒あるいは放射線あるい
は電界等を用いて重合することにより、重合時の分子配
向性を保った状態で、共役系が連続した直鎖状の超高分
子量の単分子膜ポリマーを作ることができる。また、重
合反応には、ハロゲン化金属触媒たとえばMoCl5やWC
l6、NbCl5、TaCl5、Mo（CO）5、Ｗ（CO）6、あるいはNb
（CO）5、やTa（CO）5等が利用できる。また、有機溶媒
はトルエン、ジオキサン、アニソール等が利用できる。
一方、LB膜形成法を用いても、ある一定の表面圧の基で
所定の基板上に累積した不飽和基を含むLB膜を金属触媒
あるいは放射線あるいは電界等を用いて重合することに
より、重合時の分子配向性を保った状態で、共役系が連
続した直鎖状の超高分子量の単分子膜ポリマーを作るこ
とができる。
所定の基板上に累積した不飽和基を含むLB膜を金属触媒
あるいは放射線あるいは電界等を用いて重合することに
より、重合時の分子配向性を保った状態で、共役系が連
続した直鎖状の超高分子量の単分子膜ポリマーを作るこ
とができる。
また、不飽和基を含む分子を水面上で面方向にバリヤで
かき集める際、面方向に直流バイアスを印加しておく
と、更にモノマー分子の累積時の配向性がよくなり、よ
り共役系が長いポリアセチレン型超長共役ポリマーを作
ることが可能となる。
かき集める際、面方向に直流バイアスを印加しておく
と、更にモノマー分子の累積時の配向性がよくなり、よ
り共役系が長いポリアセチレン型超長共役ポリマーを作
ることが可能となる。
実施例 以下、実施例を第１〜３図を用いてまず本発明のデバイ
スの詳細を説明する。
スの詳細を説明する。
例えば、第１図（ａ）および（ｂ）に示すように、任意
の基板１上に導電性単分子膜または導電性単分子累積膜
２を挟んで第１の金属電極３と第２および第３の金属電
極4,5が形成されたものを作成する。従って、第１の電
極と第２あるいは第３の電極および第２と第３の電極間
に電圧を印加し、第１の電極と第２あるいは第３の電極
間の電圧を変化させることにより、導電性単分子膜また
は累積膜は数十オングストローム程度と非常に薄いた
め、導電性単分子膜または累積膜内の導電性共役基部分
へのホールあるいは電子などの電荷の注入量を制御で
き、結果として第２と第３の電極間の導電性単分子累積
膜の電流の流れを制御できる有機デバイスを作成でき
る。
の基板１上に導電性単分子膜または導電性単分子累積膜
２を挟んで第１の金属電極３と第２および第３の金属電
極4,5が形成されたものを作成する。従って、第１の電
極と第２あるいは第３の電極および第２と第３の電極間
に電圧を印加し、第１の電極と第２あるいは第３の電極
間の電圧を変化させることにより、導電性単分子膜また
は累積膜は数十オングストローム程度と非常に薄いた
め、導電性単分子膜または累積膜内の導電性共役基部分
へのホールあるいは電子などの電荷の注入量を制御で
き、結果として第２と第３の電極間の導電性単分子累積
膜の電流の流れを制御できる有機デバイスを作成でき
る。
尚、ここで、第１図（ｂ）は第１図（ａ）のＡ部を拡大
して示している。
して示している。
しかしながら、この形状のデバイスは、製造が容易な反
面、単分子膜或は単分子累積膜２にピンホールがあると
第１の金属電極と第２或は第３の金属電極間で短絡する
ので、単分子膜あるいは単分子累積膜はピンホール無く
形成する必要がある。
面、単分子膜或は単分子累積膜２にピンホールがあると
第１の金属電極と第２或は第３の金属電極間で短絡する
ので、単分子膜あるいは単分子累積膜はピンホール無く
形成する必要がある。
一方、第２図に示すように、任意の基板上に導電性単分
子膜または導電性単分子累積膜を挟んで第１の金属電極
と第２および第３の金属電極が互いに重なり合うこと無
く形成されたものでは、単分子膜あるいは単分子累積膜
２はピンホールは気にしなくても良いが、第１の金属電
極と第２および第３の金属電極の位置合わせが極めて難
しくなる。この場合、第１の電極と第２第３の電極の重
なりが大きくなれば、前述のデバイスと同じであり、一
方、大きくずれてしまうと電流が流れ無くなる。即ち、
此の形状のデバイスは第１の電極両端と第２第３の電極
の一端がそれぞれ一致していなくてはならず製造が難し
くなる由縁である。
子膜または導電性単分子累積膜を挟んで第１の金属電極
と第２および第３の金属電極が互いに重なり合うこと無
く形成されたものでは、単分子膜あるいは単分子累積膜
２はピンホールは気にしなくても良いが、第１の金属電
極と第２および第３の金属電極の位置合わせが極めて難
しくなる。この場合、第１の電極と第２第３の電極の重
なりが大きくなれば、前述のデバイスと同じであり、一
方、大きくずれてしまうと電流が流れ無くなる。即ち、
此の形状のデバイスは第１の電極両端と第２第３の電極
の一端がそれぞれ一致していなくてはならず製造が難し
くなる由縁である。
そこで、最も良い形状として考え出されたものを第３図
に示す。このデバイスでは第１の電極と少なくとも第２
または第３の電極の一部が単分子膜または単分子累積膜
を介して少なくとも一部分重なって形成されている形状
のデバイスであり、この方式なら作成が容易であり且つ
信頼性が高い特徴がある。
に示す。このデバイスでは第１の電極と少なくとも第２
または第３の電極の一部が単分子膜または単分子累積膜
を介して少なくとも一部分重なって形成されている形状
のデバイスであり、この方式なら作成が容易であり且つ
信頼性が高い特徴がある。
なお、単分子膜または単分子累積膜の作成方法として
は、後述するが、LB法あるいは化学吸着法を用いること
ができる。また、ここで単分子膜または単分子累積膜は
ポリアセチレン基６（第１図（ｂ））のような導電性共
役基を含んでいることが必要であり、且つ導電性共役基
が第１の電極に接触してないことが必要である。
は、後述するが、LB法あるいは化学吸着法を用いること
ができる。また、ここで単分子膜または単分子累積膜は
ポリアセチレン基６（第１図（ｂ））のような導電性共
役基を含んでいることが必要であり、且つ導電性共役基
が第１の電極に接触してないことが必要である。
また、電気特性を安定化させるためには、第２および第
３の電極の間隙が均一な間隔で設置されている必要があ
る。
３の電極の間隙が均一な間隔で設置されている必要があ
る。
さらに、第２および第３の電極が単分子膜の導電性共役
基と接触している方が電気特性が優れている。
基と接触している方が電気特性が優れている。
更にまた、第１の電極をAuやPt以外の酸化され易い金属
で作成しておけば、当然電極表面に自然酸化膜が形成さ
れるため第１の金属電極と第２或は第３の金属電極との
耐圧を向上できる効果がある、また自然酸化膜が形成さ
れ電極はその表面に化学吸着膜を作成する際都合がよ
い。
で作成しておけば、当然電極表面に自然酸化膜が形成さ
れるため第１の金属電極と第２或は第３の金属電極との
耐圧を向上できる効果がある、また自然酸化膜が形成さ
れ電極はその表面に化学吸着膜を作成する際都合がよ
い。
さらに、導電性共役基としてポリアセチレン、またはポ
リメチルアセチレン、ポリブチルアセチレン、ポリシア
ノアセチレン、ポリジシアノアセチレン、ポリジアセチ
レン、ポリピリジルアセチレン、ポリフェニルアセチレ
ン、ポリフェニレン、ポリフェニレンビニレン、ポリチ
ェニレン、ポリピロール、ポリアセン、ポリピリジノピ
リジン、ポリアニリン等を用いることが可能である。
リメチルアセチレン、ポリブチルアセチレン、ポリシア
ノアセチレン、ポリジシアノアセチレン、ポリジアセチ
レン、ポリピリジルアセチレン、ポリフェニルアセチレ
ン、ポリフェニレン、ポリフェニレンビニレン、ポリチ
ェニレン、ポリピロール、ポリアセン、ポリピリジノピ
リジン、ポリアニリン等を用いることが可能である。
なお、第１図〜第３図で示したデバイスにおいて、基板
上に第２および第３の金属電極を作成した後導電性単分
子膜または導電性単分子累積膜を介して第１の金属電極
を作成しても同様の機能のデバイスを提供できることは
言うまでもない。
上に第２および第３の金属電極を作成した後導電性単分
子膜または導電性単分子累積膜を介して第１の金属電極
を作成しても同様の機能のデバイスを提供できることは
言うまでもない。
次に、上述のデバイスの作成方法について述べる。まず
第４図に示したように任意の方法を用いて基板１上に第
１の金属電極３をパターン状に形成する。（第４図
（ａ））次に、全面あるいは少なくとも第１の金属電極
上に導電性の共役基を有する単分子膜或は単分子累積膜
２を形成する。（第４図（ｂ））尚、これら単分子幕の
形成方法は後述する。さらに、任意の方法を用いて第
２、第３の電極（４及び５）を単分子膜上に形成する
（第４図（ｃ））れば、有機デバイスが作成できる。
尚、金属電極の作成方法は、全面に金属を蒸着しホトレ
ジストを用いてエッチングしたりリフトオフで金属電極
をパターン状に残す方法が利用できる。
第４図に示したように任意の方法を用いて基板１上に第
１の金属電極３をパターン状に形成する。（第４図
（ａ））次に、全面あるいは少なくとも第１の金属電極
上に導電性の共役基を有する単分子膜或は単分子累積膜
２を形成する。（第４図（ｂ））尚、これら単分子幕の
形成方法は後述する。さらに、任意の方法を用いて第
２、第３の電極（４及び５）を単分子膜上に形成する
（第４図（ｃ））れば、有機デバイスが作成できる。
尚、金属電極の作成方法は、全面に金属を蒸着しホトレ
ジストを用いてエッチングしたりリフトオフで金属電極
をパターン状に残す方法が利用できる。
さらに、ここで単分子膜の製造方法にはLB法や化学吸着
法が利用できる。
法が利用できる。
（その１）化学吸着法の利用 使用したサンプルは、数々あるが、アセチレン誘導体の
一種であり末端にアセチレン基を１個含むω−ノナデシ
ルイノイックトリクロルシラン（NCS;CH≡Ｃ−（CH2）
ｎ−SiCl3、ここでｎは17であるが、14から24の範囲で
良好な結果が得られた）の場合を用いて説明する。
一種であり末端にアセチレン基を１個含むω−ノナデシ
ルイノイックトリクロルシラン（NCS;CH≡Ｃ−（CH2）
ｎ−SiCl3、ここでｎは17であるが、14から24の範囲で
良好な結果が得られた）の場合を用いて説明する。
例えば、第５図に示すように、SiO2の形成されたSi基板
11上にAl電極10を形成し、さらにその表面にシラン系界
面活性剤（NCS:CH≡Ｃ−（CH2）17−SiCl3）を用いて基
板表面に単分子膜12を化学吸着して形成する。この時、
−SiCl基とAl電極表面のAl2O3とともに形成されている
−OH基が反応して脱塩酸して、基板表面に の単分子膜12が形成できる。例えば2.0X10-3〜5.0X10-3
mol/lの濃度で前記シラン系界面活性剤を溶かした80％
ｎ−ヘキサン、12％四塩化炭素、８％クロロホルム溶液
中に、室温で数分間Al2O3電極をの形成された基板を浸
漬すると、Al2O3表面で−Si−Ｏ−の結合を形成でき
る。（第５図（ａ）） ここで、基板表面に の単分子膜12が形成できていることは、FTIRにて確認さ
れた。
11上にAl電極10を形成し、さらにその表面にシラン系界
面活性剤（NCS:CH≡Ｃ−（CH2）17−SiCl3）を用いて基
板表面に単分子膜12を化学吸着して形成する。この時、
−SiCl基とAl電極表面のAl2O3とともに形成されている
−OH基が反応して脱塩酸して、基板表面に の単分子膜12が形成できる。例えば2.0X10-3〜5.0X10-3
mol/lの濃度で前記シラン系界面活性剤を溶かした80％
ｎ−ヘキサン、12％四塩化炭素、８％クロロホルム溶液
中に、室温で数分間Al2O3電極をの形成された基板を浸
漬すると、Al2O3表面で−Si−Ｏ−の結合を形成でき
る。（第５図（ａ）） ここで、基板表面に の単分子膜12が形成できていることは、FTIRにて確認さ
れた。
なお、このとき化学吸着膜の形成は、湿気を含まないN2
雰囲気中で行った。次に金属触媒としてMoCl5を溶かし
たトルエン中にNCS吸着膜が１層形成された基板を浸漬
し30〜70℃程度に溶媒を昇温すると第５図（ｂ）に示す
ような反応、即ちTrans−ポリアセチレン結合３が製造
されたことがFTIRにより明かとなった。なお、触媒とし
てはWCl6やNbCl5、TaCl5を用いても分子量は異なるが同
様の重合膜が得られた。さらにまた、触媒としてMo（C
O）6あるいはＷ（CO）6をCCl4溶媒に溶かした溶液に基
板を浸漬し紫外線を照射しても分子量は異なるが赤褐色
の重合膜が得られた。
雰囲気中で行った。次に金属触媒としてMoCl5を溶かし
たトルエン中にNCS吸着膜が１層形成された基板を浸漬
し30〜70℃程度に溶媒を昇温すると第５図（ｂ）に示す
ような反応、即ちTrans−ポリアセチレン結合３が製造
されたことがFTIRにより明かとなった。なお、触媒とし
てはWCl6やNbCl5、TaCl5を用いても分子量は異なるが同
様の重合膜が得られた。さらにまた、触媒としてMo（C
O）6あるいはＷ（CO）6をCCl4溶媒に溶かした溶液に基
板を浸漬し紫外線を照射しても分子量は異なるが赤褐色
の重合膜が得られた。
さらに前記Si基板上に１−（トリメチルシリル）−ω−
ノナデシルイノイックトリクロロシラン（TMS−NCS:SiM
e3−Ｃ≡Ｃ（CH2）ｎ−SiCl3、ここでｎは17であるが、
14から24の範囲で良好な結果が得られた）吸着膜を１層
累積した基板を（第６図（ａ））、金属触媒としてWCl6
と共触媒としてBu4Sn（1:1）を溶かしたトルエン中に浸
漬し30〜70℃程度に溶媒を昇温すると第６図（ｂ）に示
すような反応、即ち−SiMe3基を含んだTrans−ポリアセ
チレン結合13が製造されたことが明かとなった。
ノナデシルイノイックトリクロロシラン（TMS−NCS:SiM
e3−Ｃ≡Ｃ（CH2）ｎ−SiCl3、ここでｎは17であるが、
14から24の範囲で良好な結果が得られた）吸着膜を１層
累積した基板を（第６図（ａ））、金属触媒としてWCl6
と共触媒としてBu4Sn（1:1）を溶かしたトルエン中に浸
漬し30〜70℃程度に溶媒を昇温すると第６図（ｂ）に示
すような反応、即ち−SiMe3基を含んだTrans−ポリアセ
チレン結合13が製造されたことが明かとなった。
またSi基板上にNCS吸着膜を１層累積した基板を（第７
図（ａ））、金属触媒としてMoCl6を溶かした含酸素有
機溶媒であるアニソール中に浸漬し30〜70℃程度に溶媒
を昇温すると第７図（ｂ）に示すような反応、即ちCis
−ポリアセチレン14が製造されたことが明かとなった。
図（ａ））、金属触媒としてMoCl6を溶かした含酸素有
機溶媒であるアニソール中に浸漬し30〜70℃程度に溶媒
を昇温すると第７図（ｂ）に示すような反応、即ちCis
−ポリアセチレン14が製造されたことが明かとなった。
さらにまたSi基板上にTMS−NCS吸着膜を１層累積した基
板を（第８図（ａ））、金属触媒としてMoCl6と共触媒
としてph3Bi（1:1）を溶かした含酸素有機溶媒であるア
ニソール中に浸漬し30〜70℃程度に溶媒を昇温すると第
８図（ｂ）に示すような反応、即ち−SiMe3基を含んだC
is−ポリアセチレン14が製造されたことが明かとなっ
た。
板を（第８図（ａ））、金属触媒としてMoCl6と共触媒
としてph3Bi（1:1）を溶かした含酸素有機溶媒であるア
ニソール中に浸漬し30〜70℃程度に溶媒を昇温すると第
８図（ｂ）に示すような反応、即ち−SiMe3基を含んだC
is−ポリアセチレン14が製造されたことが明かとなっ
た。
一方、上述の方法で累積されたLB膜はアルコール溶媒に
は不溶性であることが確認された。
は不溶性であることが確認された。
以上の結果より、本発明の重合方法を用いればCis型あ
るいはTrans型ポリアセチレンを含む単分子膜を容易に
製造できることが確認された。
るいはTrans型ポリアセチレンを含む単分子膜を容易に
製造できることが確認された。
なお、この様にして製造されたポリアセチレンは、従来
チグラーナッタ系触媒法で製造されていたポリアセチレ
ン誘導体に比べ、酸素を含む雰囲気中でも、熱や圧力あ
るいは紫外線などにたいして著しく安定であった。
チグラーナッタ系触媒法で製造されていたポリアセチレ
ン誘導体に比べ、酸素を含む雰囲気中でも、熱や圧力あ
るいは紫外線などにたいして著しく安定であった。
以上の、実施例では、NCSやTMS−NCSについてのみ示し
たが、分子内にアセチレン（Ｃ≡Ｃ）基を含みLB膜形成
が可能なものであれば、吸着条件は異なっても同様の方
法が利用出来ることは明らかであろう。
たが、分子内にアセチレン（Ｃ≡Ｃ）基を含みLB膜形成
が可能なものであれば、吸着条件は異なっても同様の方
法が利用出来ることは明らかであろう。
例えば、ジアセチレン基を１個もつトリコサジイノイッ
クトリクロロシラン（Ｈ−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｃ−（CH2）19
−SiCl3：第９図（ａ）、（ｂ））を用いた場合にも、
化学吸着膜作成後（第９図（ｃ））、金属触媒を用いて
重合すると、単分子膜状のポリアセチレン型超長共役ポ
リマー（第９図（ｄ））が得られる。更に、ポリジアセ
チレンより得られたポリアセチレン型超長共役ポリマー
に電子線（Ｘ線やガンマ線等の放射線でもよい）を照射
するとポリアセン結合15を有する超長共役ポリマー（第
９図（ｅ））が得られる。
クトリクロロシラン（Ｈ−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｃ−（CH2）19
−SiCl3：第９図（ａ）、（ｂ））を用いた場合にも、
化学吸着膜作成後（第９図（ｃ））、金属触媒を用いて
重合すると、単分子膜状のポリアセチレン型超長共役ポ
リマー（第９図（ｄ））が得られる。更に、ポリジアセ
チレンより得られたポリアセチレン型超長共役ポリマー
に電子線（Ｘ線やガンマ線等の放射線でもよい）を照射
するとポリアセン結合15を有する超長共役ポリマー（第
９図（ｅ））が得られる。
尚、これ以外の導電性共役基としてポリメチルアセチレ
ン、およびポリブチルアセチレン、ポリシアノアセチレ
ン、ポリジシアノアセチレン、ポリジアセチレン、ポリ
ピリジルアセチレン、ポリフェニルアセチレン、ポリフ
ェニレン、ポリフェニレンビニレン、ポリチェニレン、
ポリピロール、ポリピリジノピリジン、ポリアニリン等
が利用できる。
ン、およびポリブチルアセチレン、ポリシアノアセチレ
ン、ポリジシアノアセチレン、ポリジアセチレン、ポリ
ピリジルアセチレン、ポリフェニルアセチレン、ポリフ
ェニレン、ポリフェニレンビニレン、ポリチェニレン、
ポリピロール、ポリピリジノピリジン、ポリアニリン等
が利用できる。
また、前述の実施例では１層化学吸着膜を形成し重合を
行う方法について述べたが吸着膜を多層積層した後で重
合反応を行っても良いし、あるいは吸着膜の形成−重合
反応を交互に行ってもポリアセチレンの多層分子膜の作
製が可能なことは明らかであろう。
行う方法について述べたが吸着膜を多層積層した後で重
合反応を行っても良いし、あるいは吸着膜の形成−重合
反応を交互に行ってもポリアセチレンの多層分子膜の作
製が可能なことは明らかであろう。
（その２）LB膜形成法を用いる場合 使用したサンプルは、数々あるが、アセチレン誘導体の
一種であるオメガトリコシノイック酸（TCA:CH≡Ｃ−
（CH2）n−COOH、ここでｎは20であるが14から23の誘導
体でも良好な結果が得られた）の場合を用いて説明す
る。
一種であるオメガトリコシノイック酸（TCA:CH≡Ｃ−
（CH2）n−COOH、ここでｎは20であるが14から23の誘導
体でも良好な結果が得られた）の場合を用いて説明す
る。
LB膜の累積には、ジョイスレーベル社のトラフIV（Joic
e−Loebl Trough IV）を用い、500nm以下の光をカット
したイエロー光照明のクラス100のクリーンルーム内で
行った。このときクリーンルーム内は、室温23±１℃、
湿度40±５％に調節されている。LB膜の累積に使用した
基板は、直径３インチの酸化膜を形成したSi基板であ
る。重合反応に使用したハロゲン化金属触媒はMoCl5、
またはWCl6、またはNbCl5、またはTaCl5、またはMo（C
O）5、またはＷ（CO）6、またはNb（CO）5、またはTa
（CO）5等が利用できた。また、有機溶媒はトルエン、
ジオキサン、アニソール等が利用できる。
e−Loebl Trough IV）を用い、500nm以下の光をカット
したイエロー光照明のクラス100のクリーンルーム内で
行った。このときクリーンルーム内は、室温23±１℃、
湿度40±５％に調節されている。LB膜の累積に使用した
基板は、直径３インチの酸化膜を形成したSi基板であ
る。重合反応に使用したハロゲン化金属触媒はMoCl5、
またはWCl6、またはNbCl5、またはTaCl5、またはMo（C
O）5、またはＷ（CO）6、またはNb（CO）5、またはTa
（CO）5等が利用できた。また、有機溶媒はトルエン、
ジオキサン、アニソール等が利用できる。
例えば、SiO2の形成されたSi基板21上にAg電極20を形成
しオメガトリコシノイック酸（TCA）LB膜をCaCl2等の無
機塩累を含む水相上で累積すると第10図（ａ）に示すよ
うな分子配列状態の単分子膜22が得られる。さらに金属
触媒としてMoCl5を溶かしたトルエン中にオメガトリコ
シノイック酸LB膜が１層累積された基板を浸漬し30〜70
℃程度に溶媒を昇温すると第10図（ｂ）に示すような反
応、即ちTrans−ポリアセチレン結合23が製造されたこ
とがFTIR分析により明かとなった。なお、触媒としては
WCl6やNbCl5、TaCl5を用いても分子量は異なるが同様の
重合膜が得られた。さらにまた、触媒としてMo（CO）6
あるいはＷ（CO）6をCCl4溶媒に溶かした溶液に基板を
浸漬し紫外線を照射しても分子量は異なるが赤褐色の重
合膜が得られた。
しオメガトリコシノイック酸（TCA）LB膜をCaCl2等の無
機塩累を含む水相上で累積すると第10図（ａ）に示すよ
うな分子配列状態の単分子膜22が得られる。さらに金属
触媒としてMoCl5を溶かしたトルエン中にオメガトリコ
シノイック酸LB膜が１層累積された基板を浸漬し30〜70
℃程度に溶媒を昇温すると第10図（ｂ）に示すような反
応、即ちTrans−ポリアセチレン結合23が製造されたこ
とがFTIR分析により明かとなった。なお、触媒としては
WCl6やNbCl5、TaCl5を用いても分子量は異なるが同様の
重合膜が得られた。さらにまた、触媒としてMo（CO）6
あるいはＷ（CO）6をCCl4溶媒に溶かした溶液に基板を
浸漬し紫外線を照射しても分子量は異なるが赤褐色の重
合膜が得られた。
さらにSi基板上に１−（トリメチルシリル）−ω−トリ
コシノイック酸（TMS−TCA:SiMe3−Ｃ≡Ｃ−（CH2）ｎ
−COOH、ここでｎは20であるが14から23の誘導体でも良
好な結果が得られた）LB膜を１層累積した基板を（第11
図（ａ））、金属触媒としてWCl6と共触媒としてBu4Sn
（1:1）を溶かしたトルエン中に浸漬し30〜70℃程度に
溶媒を昇温すると第11図（ｂ）に示すような反応、即ち
−SiMe3基を含んだTrans−ポリアセチレン結合23が製造
されたことがFTIR分析により明かとなった。
コシノイック酸（TMS−TCA:SiMe3−Ｃ≡Ｃ−（CH2）ｎ
−COOH、ここでｎは20であるが14から23の誘導体でも良
好な結果が得られた）LB膜を１層累積した基板を（第11
図（ａ））、金属触媒としてWCl6と共触媒としてBu4Sn
（1:1）を溶かしたトルエン中に浸漬し30〜70℃程度に
溶媒を昇温すると第11図（ｂ）に示すような反応、即ち
−SiMe3基を含んだTrans−ポリアセチレン結合23が製造
されたことがFTIR分析により明かとなった。
また、Si基板上にオメガトリコシノイック酸LB膜を１層
累積した基板を（第12図（ａ））、金属触媒としてMoCl
6を溶かした含酸素有機溶媒であるアニソール中に浸漬
し30〜70℃程度に溶媒を昇温すると第12図（ｂ）に示す
ような反応、即ちCis−ポリアセチレン24が製造された
ことがFTIR分析により明かとなった。
累積した基板を（第12図（ａ））、金属触媒としてMoCl
6を溶かした含酸素有機溶媒であるアニソール中に浸漬
し30〜70℃程度に溶媒を昇温すると第12図（ｂ）に示す
ような反応、即ちCis−ポリアセチレン24が製造された
ことがFTIR分析により明かとなった。
さらにまたAg電極20上にTMS−TCA・LB膜を１層累積した
基板を（第13図（ａ））、金属触媒としてMoCl6と共触
媒としてph3Bi（1:1）を溶かした含酸素有機溶媒である
アニソール中に浸漬し30〜70℃程度に溶媒を昇温すると
第13図（ｂ）に示すような反応、即ち−SiMe3基を含ん
だCis−ポリアセチレン24が製造されたことがFTIR分析
により明かとなった。
基板を（第13図（ａ））、金属触媒としてMoCl6と共触
媒としてph3Bi（1:1）を溶かした含酸素有機溶媒である
アニソール中に浸漬し30〜70℃程度に溶媒を昇温すると
第13図（ｂ）に示すような反応、即ち−SiMe3基を含ん
だCis−ポリアセチレン24が製造されたことがFTIR分析
により明かとなった。
一方、上述の方法で累積されたLB膜はアルコール溶媒に
は不溶性であるることが確認された。
は不溶性であるることが確認された。
以上の結果より、本発明の重合方法を用いればCis型あ
るいはTrans型ポリアセチレンを容易に製造できること
が確認された。
るいはTrans型ポリアセチレンを容易に製造できること
が確認された。
なお、この様にして製造されたポリアセチレンは、従来
チグラーナッタ系触媒法で製造されていたポリアセチレ
ン誘導体に比べ、酸素を含む雰囲気中でも、熱や圧力あ
るいは紫外線などにたいして著しく安定であった。
チグラーナッタ系触媒法で製造されていたポリアセチレ
ン誘導体に比べ、酸素を含む雰囲気中でも、熱や圧力あ
るいは紫外線などにたいして著しく安定であった。
また、アセチレン誘導体分子を水面上で面方向にバリヤ
でかき集めたり、累積を行う際、面方向に数十ボルトの
直流バイアスを印加しておくと更にモノマ分子の配向性
がよくなり、より共役系が長いポリアセチレン型超長共
役ポリマーを作ることも可能なことが確認された。
でかき集めたり、累積を行う際、面方向に数十ボルトの
直流バイアスを印加しておくと更にモノマ分子の配向性
がよくなり、より共役系が長いポリアセチレン型超長共
役ポリマーを作ることも可能なことが確認された。
以上の、実施例では、ω−トリコシノイック酸やTMS−T
CAについてのみ示したが、分子内にアセチレン（Ｃ≡
Ｃ）基を含みLB膜形成が可能なものであれば、累積条件
は異なっても同様の方法が利用出来ることは明らかであ
ろう。例えば、ジアセチレン基を１個もつペンタコサジ
イノイック酸（Ｈ−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｃ−（CH2）20−COOH:
第14図（ａ））を用いた場合にも、LB膜形成後（第14図
（ｃ））、金属触媒を用いて重合すると、単分子膜状の
ポリアセチレン型超長共役ポリマー（第14図（ｄ）が得
られる。更に、ポリジアセチレンより得られたポリアセ
チレン型超長共役ポリマーに電子線（Ｘ線やガンマ線等
の放射線でもよい）を照射するとポリアセン結合25を有
する超長共役ポリマー（第14図（ｅ））が得られる。
CAについてのみ示したが、分子内にアセチレン（Ｃ≡
Ｃ）基を含みLB膜形成が可能なものであれば、累積条件
は異なっても同様の方法が利用出来ることは明らかであ
ろう。例えば、ジアセチレン基を１個もつペンタコサジ
イノイック酸（Ｈ−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｃ−（CH2）20−COOH:
第14図（ａ））を用いた場合にも、LB膜形成後（第14図
（ｃ））、金属触媒を用いて重合すると、単分子膜状の
ポリアセチレン型超長共役ポリマー（第14図（ｄ）が得
られる。更に、ポリジアセチレンより得られたポリアセ
チレン型超長共役ポリマーに電子線（Ｘ線やガンマ線等
の放射線でもよい）を照射するとポリアセン結合25を有
する超長共役ポリマー（第14図（ｅ））が得られる。
また、この実施例では１層LB膜を累積した後に重合する
方法を示したが、絶縁性のLB膜を何層か累積した後重合
反応を行っても良いし、あるいは累積−重合反応の工程
を交互に行っても多分子層のポリアセチレン型超長共役
ポリマー膜を作ることも可能なことが確認された。
方法を示したが、絶縁性のLB膜を何層か累積した後重合
反応を行っても良いし、あるいは累積−重合反応の工程
を交互に行っても多分子層のポリアセチレン型超長共役
ポリマー膜を作ることも可能なことが確認された。
尚、これ以外の導電性共役基としてポリメチルアセチレ
ン、およびポリブチルアセチレン、ポリシアノアセチレ
ン、ポリジシアノアセチレン、ポリジアセチレン、ポリ
ピリジルアセチレン、ポリフェニルアセチレン、ポリフ
ェニレン、ポリフェニレンビニレン、ポリチェニレン、
ポリピロール、ポリピリジノピリジン、ポリアニリン等
が利用できる。
ン、およびポリブチルアセチレン、ポリシアノアセチレ
ン、ポリジシアノアセチレン、ポリジアセチレン、ポリ
ピリジルアセチレン、ポリフェニルアセチレン、ポリフ
ェニレン、ポリフェニレンビニレン、ポリチェニレン、
ポリピロール、ポリピリジノピリジン、ポリアニリン等
が利用できる。
発明の効果 上述の本発明にかかる有機テバイスは、信号達成路が単
分子の共役結合の連なりにより形成されているため、分
子オーダーまで高密度高集積化を行なっても、結晶性に
作用されることがなく極めて、高密度化できる効果があ
る。また、３次元化も極めて容易である。また、さらに
化学吸着法を用いることにより、ポリアセチレン基の様
な導電性共役結合を有するポリマーを高能率に電極上に
製造でき、有機分子の共役結合の連なりを積極的に利用
した、極めて高密度の電気信号を処理する高性能３端子
有機デバイスを実現できる。なお、この方法によると、
理論的には共役系が連続して数mm或は数cm以上の長さを
持つ直鎖状の超高分子量のポリアセチレンの製造も可能
であるため、本願デバイスの製作には極めて有効であ
る。また、今後さらに原料となるアセチレンやジアセチ
レン誘導体あるいはそれ以外のモノマーで、種類や製造
条件を適正化することにより、共役系が連続して数十cm
或は数ｍ以上の長さを持つ直鎖状で超高分子量の安定な
ポリアセチレンあるいはポリアセンの製造も可能になる
と思われるため、この方法で冷却を必要としない有機超
電導デバイスの製造が可能となるかもしれない。
分子の共役結合の連なりにより形成されているため、分
子オーダーまで高密度高集積化を行なっても、結晶性に
作用されることがなく極めて、高密度化できる効果があ
る。また、３次元化も極めて容易である。また、さらに
化学吸着法を用いることにより、ポリアセチレン基の様
な導電性共役結合を有するポリマーを高能率に電極上に
製造でき、有機分子の共役結合の連なりを積極的に利用
した、極めて高密度の電気信号を処理する高性能３端子
有機デバイスを実現できる。なお、この方法によると、
理論的には共役系が連続して数mm或は数cm以上の長さを
持つ直鎖状の超高分子量のポリアセチレンの製造も可能
であるため、本願デバイスの製作には極めて有効であ
る。また、今後さらに原料となるアセチレンやジアセチ
レン誘導体あるいはそれ以外のモノマーで、種類や製造
条件を適正化することにより、共役系が連続して数十cm
或は数ｍ以上の長さを持つ直鎖状で超高分子量の安定な
ポリアセチレンあるいはポリアセンの製造も可能になる
と思われるため、この方法で冷却を必要としない有機超
電導デバイスの製造が可能となるかもしれない。
一方、LB法を用いることによっても、ポリアセチレン基
の様な導電性共役結合を有するポリマーを高能率に電極
上に製造でき、高性能有機デバイスを実現できる。な
お、この方法においても、理論的には共役系が連続して
数mm或は数cm以上の長さを持つ直鎖状の超高分子量のポ
リアセチレン型超長共役ポリマーの製造も可能であるた
め、本願デバイスの製作には極めて有効である。また、
今後さらに原料となるアセチレンやジアセチレン誘導体
あるいはそれ以外のモノマーで、種類や製造条件を適正
化することにより、共役系が連続して数十cm或は数ｍ以
上の長さを持つ直鎖状で超高分子量の安定なポリアセチ
レンあるいはポリアセン型超長共役ポリマーの製造も可
能になると思われるため、この方法で冷却を必要としな
い有機超電導デバイスの製造の可能性がある。
の様な導電性共役結合を有するポリマーを高能率に電極
上に製造でき、高性能有機デバイスを実現できる。な
お、この方法においても、理論的には共役系が連続して
数mm或は数cm以上の長さを持つ直鎖状の超高分子量のポ
リアセチレン型超長共役ポリマーの製造も可能であるた
め、本願デバイスの製作には極めて有効である。また、
今後さらに原料となるアセチレンやジアセチレン誘導体
あるいはそれ以外のモノマーで、種類や製造条件を適正
化することにより、共役系が連続して数十cm或は数ｍ以
上の長さを持つ直鎖状で超高分子量の安定なポリアセチ
レンあるいはポリアセン型超長共役ポリマーの製造も可
能になると思われるため、この方法で冷却を必要としな
い有機超電導デバイスの製造の可能性がある。
第１図〜第３図は本願発明の有機デバイスの断面形状概
念図、第１図（ａ）は同デバイスの断面概念図、第１図
（ｂ）は第１図（ａ）のＡ部の分子レベルの拡大図、第
４図（ａ）〜（ｃ）は本発明の有機デバイスの製造工程
を説明するための概念図、第５図（ａ）はNCS吸着膜を
１層形成した基板の分子オーダーの拡大断面概念図、第
５図（ｂ）は重合後のTrans型ポリアセチレンの形成さ
れた基板の分子オーダーの拡大断面概念図、第６図
（ａ）はTMS−NCS吸着膜を１層形成した基板の分子オー
ダーの拡大断面概念図、第６図（ｂ）は重合後のTrans
型ポリアセチレンの形成された基板の分子オーダーの拡
大断面概念図、第７図（ａ）はNCS膜を１層形成した基
板の分子オーダーの拡大断面概念図、第７図（ｂ）は重
合後のCis型ポリアセチレンの形成された基板の分子オ
ーダーの拡大断面概念図、第８図（ａ）はTMS−NCS吸着
膜を１層形成した基板の分子オーダーの拡大断面概念
図、第８図（ｂ）は重合後のCis型ポリアセチレンの形
成された基板の分子オーダーの拡大断面概念図、第９図
（ａ）〜（ｅ）は分子オーダーでのポリアセン型超長共
役ポリマー作成における工程概念図、第10図（ａ）はTC
A・LB膜を１層累積した基板の分子オーダーの拡大断面
概念図、第10図（ｂ）は重合後のTrans型ポリアセチレ
ンの形成された基板の分子オーダーの拡大断面概念図、
第11図（ａ）は１−（トリメチルシリル）−１−トリコ
サン酸・LB膜を１層累積した基板の分子オーダーの拡大
断面概念図、第11図（ｂ）は重合後のTrans型ポリアセ
チレンの形成された基板の分子オーダーの拡大断面概念
図、第12図（ａ）はTCA・LB膜を１層累積した基板の分
子オーダーの拡大断面概念図、第12図（ｂ）は重合後の
Cis型ポリアセチレンの形成された基板の分子オーダー
の拡大断面概念図、第13図（ａ）は１−（トリメチルシ
リル）−１−トリコサン酸・LB膜を１層累積した基板の
分子オーダーの拡大断面概念図、第13図（ｂ）は重合後
のCis型ポリアセチレンの形成された基板の分子オーダ
ーの拡大断面概念図、第14図（ａ）〜（ｅ）は分子オー
ダーでのポリアセン型超長共役ポリマー作成における工
程概念図である。 １…基板、２…単分子膜または単分子累積膜、３…第１
の電極、４…第２の電極、５…第３の電極、６…ポリア
セチレン結合、10…Al2O3電極、11…SiO2/Si基板、12…
単分子吸着膜、13…Trans−ポリアセチレン結合、14…C
is−ポリアセチレン結合、20…Ag電極、21…SiO2/Si基
板、22…単分子累積膜（LB膜）、23…Trans−ポリアセ
チレン結合、24…Cis−ポリアセチレン結合。
念図、第１図（ａ）は同デバイスの断面概念図、第１図
（ｂ）は第１図（ａ）のＡ部の分子レベルの拡大図、第
４図（ａ）〜（ｃ）は本発明の有機デバイスの製造工程
を説明するための概念図、第５図（ａ）はNCS吸着膜を
１層形成した基板の分子オーダーの拡大断面概念図、第
５図（ｂ）は重合後のTrans型ポリアセチレンの形成さ
れた基板の分子オーダーの拡大断面概念図、第６図
（ａ）はTMS−NCS吸着膜を１層形成した基板の分子オー
ダーの拡大断面概念図、第６図（ｂ）は重合後のTrans
型ポリアセチレンの形成された基板の分子オーダーの拡
大断面概念図、第７図（ａ）はNCS膜を１層形成した基
板の分子オーダーの拡大断面概念図、第７図（ｂ）は重
合後のCis型ポリアセチレンの形成された基板の分子オ
ーダーの拡大断面概念図、第８図（ａ）はTMS−NCS吸着
膜を１層形成した基板の分子オーダーの拡大断面概念
図、第８図（ｂ）は重合後のCis型ポリアセチレンの形
成された基板の分子オーダーの拡大断面概念図、第９図
（ａ）〜（ｅ）は分子オーダーでのポリアセン型超長共
役ポリマー作成における工程概念図、第10図（ａ）はTC
A・LB膜を１層累積した基板の分子オーダーの拡大断面
概念図、第10図（ｂ）は重合後のTrans型ポリアセチレ
ンの形成された基板の分子オーダーの拡大断面概念図、
第11図（ａ）は１−（トリメチルシリル）−１−トリコ
サン酸・LB膜を１層累積した基板の分子オーダーの拡大
断面概念図、第11図（ｂ）は重合後のTrans型ポリアセ
チレンの形成された基板の分子オーダーの拡大断面概念
図、第12図（ａ）はTCA・LB膜を１層累積した基板の分
子オーダーの拡大断面概念図、第12図（ｂ）は重合後の
Cis型ポリアセチレンの形成された基板の分子オーダー
の拡大断面概念図、第13図（ａ）は１−（トリメチルシ
リル）−１−トリコサン酸・LB膜を１層累積した基板の
分子オーダーの拡大断面概念図、第13図（ｂ）は重合後
のCis型ポリアセチレンの形成された基板の分子オーダ
ーの拡大断面概念図、第14図（ａ）〜（ｅ）は分子オー
ダーでのポリアセン型超長共役ポリマー作成における工
程概念図である。 １…基板、２…単分子膜または単分子累積膜、３…第１
の電極、４…第２の電極、５…第３の電極、６…ポリア
セチレン結合、10…Al2O3電極、11…SiO2/Si基板、12…
単分子吸着膜、13…Trans−ポリアセチレン結合、14…C
is−ポリアセチレン結合、20…Ag電極、21…SiO2/Si基
板、22…単分子累積膜（LB膜）、23…Trans−ポリアセ
チレン結合、24…Cis−ポリアセチレン結合。
Claims (23)
- 【請求項１】基板上に形成された第１の電極と、さらに
前記第１の電極に絶縁部で接触し且つ前記第１の電極を
被うように形成された絶縁層部と導電性共役結合部を含
む単分子膜または単分子累積膜と、前記単分子膜または
単分子累積膜を第１の電極とで挟むように形成された第
２および第３の電極を備えた構造、あるいは基板上に形
成された第２と第３の電極とさらに前記第２と第３の電
極と基板の一部を被うように形成された絶縁層部と導電
性共役結合部を含む単分子膜または単分子累積膜と、前
記単分子膜または単分子累積膜の絶縁部と接触し前記単
分子膜または単分子累積膜を第２と第３の電極とでそれ
ぞれ挟むように形成された第１の電極を備えた構造を有
し、前記第１の電極と第３の電極および前記第２と第３
の電極間に電圧を印加し、前記第１の電極と第３の電極
間の電圧を変化させて前記絶縁部を介して前記第２と第
３の電極間の前記導電性共役結合部に流れる電流を制御
することを特徴とした有機デバイス。 - 【請求項２】第１の電極と少なくとも第２または第３の
電極の一部が単分子膜または単分子累積膜を介して少な
くとも一部分重なって形成されていることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の有機デバイス。 - 【請求項３】単分子膜または単分子累積膜が導電性共役
基であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
有機デバイス。 - 【請求項４】導電性共役基が第１の電極に接触してない
ことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の有機デバ
イス。 - 【請求項５】第２および第３の電極の間隙が均一な間隔
で設置されている特徴とする特許請求の範囲第２項記載
の有機デバイス。 - 【請求項６】第２および第３の電極が導電性共役基と接
触していることを特徴とする特許請求の範囲第４項記載
の有機デバイス。 - 【請求項７】第１、第２および第３の電極が金属ででき
ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項〜第６項
のいずれかに記載の有機デバイス。 - 【請求項８】導電性共役基がポリアセチレン、またはポ
リメチルアセチレン、ポリブチルアセチレン、ポリシア
ノアセチレン、ポリジシアノアセチレン、ポリジアセチ
レン、ポリピリジルアセチレン、ポリフェニルアセチレ
ン、ポリフェニレン、ポリフェニレンビニレン、ポリチ
ェニレン、ポリピロール、ポリアセン、ポリピリジノピ
リジン、ポリアニリン等であることを特徴とする特許請
求の範囲第３項記載の有機デバイス。 - 【請求項９】任意の基板上に第１の電極を形成する工程
と、前記第１の電極を被うように絶縁層部と導電性共役
結合部を含む単分子膜または単分子累積膜を形成する工
程と、前記単分子膜または単分子累積膜表面に第１の電
極とで前記単分子膜または単分子累積膜を挟むように第
２と第３の電極を形成する工程を含むことを特徴とした
有機デバイスの製造方法。 - 【請求項１０】単分子膜または単分子累積膜を形成する
工程でラングミュアーブロジェット法あるいは化学吸着
法を用いることを特徴とする特許請求の範囲第９項記載
の有機デバイスの製造方法。 - 【請求項１１】絶縁層部と導電性共役結合部を含む単分
子膜または単分子累積膜を形成する工程において、非水
系の有機溶媒中で不飽和基を含んでいるシラン系界面活
性剤を化学吸着させ、前記シラン系界面活性剤中のシリ
コン原子と第１の電極表面とを直接化学結合させて単分
子膜を作成し、その後単分子膜内の不飽和基を互いに重
合して導電性共役結合部を含むシラン系界面活性剤より
なる単分子膜を少なくとも第１の電極表面に１層形成す
る工程とを含むことを特徴とした特許請求の範囲第９項
記載の有機デバイスの製造方法。 - 【請求項１２】絶縁層部と導電性共役結合部を含む単分
子膜または単分子累積膜を形成する工程において、水面
上に不飽和基を含んでいる界面活性剤を展開して単分子
膜を形成した後第１の電極表面に前記単分子膜を移し取
り、その後前記単分子膜内の不飽和基を互いに重合させ
た導電性共役結合部を含む単分子膜を少なくとも１層形
成する工程とを含むことを特徴とした特許請求の範囲第
９項記載の有機デバイスの製造方法。 - 【請求項１３】不飽和基を含んでいるシラン系界面活性
剤よりなる単分子膜を少なくとも１層形成した後、不飽
和基を互いに結合させて導電性共役基を作ることを特徴
とする特許請求の範囲第11項記載の有機デバイスの製造
方法。 - 【請求項１４】シラン系界面活性剤として、末端に を含む化学物質を用いることを特徴とした特許請求の範
囲第11項記載の有機デバイスの製造方法。 - 【請求項１５】シラン界面活性剤として、（CH3）3Si−
Ｃ≡Ｃ−（CH2）n−SiCl3（n：整数）で表される化学物
質またはHC≡Ｃ−Ｃ≡Ｃ−（CH2）n−SiCl3（n：整数）
で表される化学物質を用いることを特徴とした特許請求
の範囲第14項記載の有機デバイスの製造方法。 - 【請求項１６】導電性共役基を作る工程において、ハロ
ゲン化金属触媒を含む第２の有機溶媒中に前記単分子膜
の累積された基板と浸漬し前記単分子膜の不飽和基の部
分を重合させる工程を含むことを特徴とした特許請求の
範囲第11項記載の有機デバイスの製造方法。 - 【請求項１７】ハロゲン化金属触媒の金属がMo、または
Ｗ、またはNb、またはTaであることを特徴とした特許請
求の範囲第16項記載の有機デバイスの製造方法。 - 【請求項１８】有機溶媒中にハロゲン化金属触媒とさら
に共触媒として有機Snあるいは有機Bi化合物を含むこと
を特徴とした特許請求の範囲第16項記載の有機デバイス
の製造方法。 - 【請求項１９】不飽和基がアセチレンまたはジアセチレ
ン基であり、有機溶媒が含酸素有機溶媒で、ハロゲン化
金属触媒がMoCl5であり、Cis型のポリアセチレン結合を
作ることを特徴とした特許請求の範囲第18項記載の有機
デバイスの製造方法。 - 【請求項２０】共役基を作る工程においてアセチレン
（−Ｃ≡Ｃ−）基またはジアセチレン（−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡
Ｃ−）基と を含む物質を溶解させた非水系の第１の有機溶媒中に表
面が親水性の基板を浸漬し化学吸着法により前記基板上
に前記物質の分子膜を化学吸着で形成する工程と、ハロ
ゲン化金属触媒を含む第２の有機溶媒中に前記単分子膜
の累積された基板を浸漬し前記単分子膜のアセチレン基
の部分を重合させる工程を含むことを特徴とした特許請
求の範囲第13項記載の有機デバイスの製造方法。 - 【請求項２１】不飽和基としてアセチレン（−Ｃ≡Ｃ
−）基を含む物質を用い、有機溶媒に溶解させた前記物
質を水面上に展開し前記有機溶媒を蒸発させた後、水面
上に残った前記アセチレン基を含む物質の分子を水面上
で水面方向にバリヤでかき集め、所定の表面圧を加えて
単分子膜を水面上に形成する工程と、所定の表面圧のも
とで前記単分子膜を横切るように基板を上下させながら
前記基板上に累積する工程、及びハロゲン化金属触媒を
含む有機溶媒中に前記単分子膜の累積された基板を浸漬
し前記単分子膜のアセチレン基の部分を重合させる工程
を含むことを特徴とした特許請求の範囲第12項記載の有
機デバイスの製造方法。 - 【請求項２２】所定の表面圧を加えると同時に前記水面
と平行する方向に直流電界を印加しながら累積すること
を特徴とした特許請求の範囲第21項記載の有機デバイス
の製造方法。 - 【請求項２３】アセチレン基の部分を重合させる工程に
おいて、有機溶媒として含酸素有機溶媒を用い、さらに
ハロゲン化触媒としてMoCl5を用いてCisポリアセチレン
型共役結合を作ることを特徴とした特許請求の範囲第21
項または第22項記載の有機デバイスの製造方法。
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|---|---|---|---|
| JP63177812A JPH0766990B2 (ja) | 1988-07-15 | 1988-07-15 | 有機デバイスおよびその製造方法 |
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|---|---|---|---|
| JP63177812A JPH0766990B2 (ja) | 1988-07-15 | 1988-07-15 | 有機デバイスおよびその製造方法 |
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