イオンビームによる前駆体高分子からのセラミックナノワイヤー合成

Synthesis of ceramic nanowire from precursor polymers by ion beam irradiation

杉本 雅樹; 吉川 正人; 佃 諭志*; 関 修平*; 田川 精一*

Sugimoto, Masaki; Yoshikawa, Masahito; Tsukuda, Satoshi*; Seki, Shuhei*; Tagawa, Seiichi*

MeVオーダーの重イオンビーム照射により、前駆体高分子材料からセラミックナノワイヤーを合成する新規合成法を開発した。SiCセラミックスの前駆体高分子であるポリカルボシランの薄膜にイオンビームを照射すると、その飛跡に沿ってナノオーダーの架橋体が形成される。未架橋部を溶媒で除去し焼成することで、架橋部をセラミックナノワイヤーに転換できる。ナノワイヤーの直径は、イオンビームの線エネルギー付与及び高分子の分子量と架橋効率で、長さはケイ素高分子薄膜の厚さにより制御可能である。

We have succeeded in synthesizing the silicon carbide (SiC) nanowires from polycarbosilane (PCS) using MeV-order heavy-ion beam irradiation technique. PCS was crosslinked along ion tracks of nano-size in diameter through the whole thickness of PCS thin film. Nanowires were developed on the surface of the substrate by dissolution and washing away of uncrosslinked polymer by solvent. Subsequent pyrolysis converted polymeric into inorganic SiC nanowires. The diameter of nanowires was depended on LET (liner energy transfer), molecular weight and cross-linking efficiency of PCS.