Radiation-induced reaction of sulfonamide-containing polymers in the film state for color imaging

ポリスルホンアミド膜の電子線反応と化学修飾による発色パターン形成

前川 康成; 加藤 順*; 片貝 正史*; 石原 雅昭*; 榎本 一之; 萩原 時男*; 石井 達人*; 伊藤 和男*; 越川 博; 吉田 勝

Maekawa, Yasunari; Kato, Jun*; Katakai, Masashi*; Ishihara, Masaaki*; Enomoto, Kazuyuki; Hagiwara, Tokio*; Ishii, Tatsuhito*; Ito, Kazuo*; Koshikawa, Hiroshi; Yoshida, Masaru

ナノスケールの微細パターンニングに適した電子ビームを利用した高密度メモリなどの電子材料システムの構築を目的に、高分子薄膜の電子線発色反応の解析とそのナノカラーイメージングへの応用について検討した。電子線感受性の高いスルホンアミド(SO -NH)骨格を有するポリマーを合成し、その有機薄膜の電子線反応性及び電子線反応部位の化学修飾反応によるナノ発色パターン形成性を調べた。スルホンアミド骨格を有するポリマーは、電子線照射でスルホンアミド部位の化学選択的な開裂によりFries転位生成物を与えることを見いだした。ポリスルホンアミドの電子線反応によるアニリン誘導体の生成は、酸性物質が塩基性物質に化学変換される興味深い反応である。電子線照射後の薄膜は、塩基性部位(アミノ基)のエーリッヒ反応により黄橙色に発色した。次いで、上記薄膜の電子線描画装置によるナノ発色パターン形成性を評価し、300nmの分解能で発色パターンを示すことから、電子ビームによる高分子薄膜中のFries転位反応がナノカラーイメージングに有効であることを実証した。

A polysulfonamide and copolymers consisting of sulfonamides and amides underwent Fries rearrangement and scission, forming amino groups upon EB irradiation. The EB irradiation of these films with a dose of 500 C/cm followed by the color forming reaction provided the color imaging of line/space patterns with resolution of 300 nm.