【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.03.28】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

24AT0261

利用課題名 / Title

高分子ナノ粒子の精密合成技術と有機半導体への応用

利用した実施機関 / Support Institute

産業技術総合研究所 / AIST

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

外部利用/External Use

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）計測・分析/Advanced Characterization

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）次世代ナノスケールマテリアル/Next-generation nanoscale materials（副 / Sub）革新的なエネルギー変換を可能とするマテリアル/Materials enabling innovative energy conversion

キーワード / Keywords

有機EL,ナノ粒子/ Nanoparticles,太陽電池/ Solar cell,走査プローブ顕微鏡/ Scanning probe microscope,蒸着・成膜/ Vapor deposition/film formation

利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

永井 優

所属名 / Affiliation

株式会社有機ナノエレクトロニクス研究所

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

山崎 将嗣

利用形態 / Support Type

（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

AT-047：走査プローブ顕微鏡SPM_2[SPM-9600/9700]

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

有機ＥＬや有機太陽電池への応用を目指して、極小サイズ（< 30nm）の高分子ナノ粒子を精密に合成する技術の開発を進めている。

実験 / Experimental

産業技術総合研究所ナノプロセシング施設の【AT-047】走査プローブ顕微鏡SPM_2[SPM-9600/9700]を用いて、作成した高分子ナノ粒子の観察を行った。PMMAのナノ粒子合成を検討した。これまで確立した合成条件では、多くの材料で平均30 nm程度のサイズの粒子が得られた。しかしながら、合成したPMMA粒子を研究室のDLSで測定したところ、平均サイズが100 nm程度となり、かなり大きくなった。より詳細なサイズ分布を調べるために、ナノプロセシング施設のAFMを用いて、粒子を分析した。

結果と考察 / Results and Discussion

【AT-047】走査プローブ顕微鏡SPM_2[SPM-9600/9700]を用いて、作成した高分子ナノ粒子の表面を観測した結果を、図１に示す。このサンプルは、高分子ナノ粒子を、マイカ基板上に塗布したものである。測定範囲は、5 μｍ×5 μｍである。観測結果より、４－５個程度のナノ粒子が凝集してクラスターとなっているものが多いことが分かった。孤立した粒子のサイズは30 nm程度であり、これまでの他の材料と同等レベルのサイズであった。　図２に、AFM観察によって得られた粒子サイズの分布をまとめた。粒子サイズは高さから求めた。二つの主要なピークが認められた。小さい領域では、30 nmに鋭い急峻なピークがあり、孤立した１次粒子に由来したものである。大きい領域には、80－100 nmにブロードなピークが認められ、クラスターに起因したものと判断される。 　まとめると、ナノプロセシング施設のAFM観察により次のようなことが明らかとなった。PMMAにおいても他の材料と同レベルの小さい１次粒子を形成することができることが判明し、本手法の有効性が確認された。しかしながら、PMMAは凝集し易いため、かなりの密度でクラスターが発生してしまい、DLSで評価した平均サイズが増大してしまう。今後は、凝集しにくいプロセス条件の検討を進める必要がある。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

図１．２段階ナノ分裂法により合成したPMMAナノ粒子のAFM像

図２．AFMにより評価したPMMAナノ粒子のサイズ分布

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件