Perpendicular Orientation of Cylindrical Microdomains of FeCl3 Doped Polystyrene-b-poly(2-vinyl pyridine) Thin Films

塩化鉄(III)をドープしたポリスチレン-b-ポリ2-ビニルピリジン(S2VP)ブロック共重合体薄膜をテトラヒドロフラン(THF)溶液からスピンキャスト法により製膜した．THF溶液中で，鉄イオン添加によりS2VPは球状ドメイン(ミセル)を形成する．これは，鉄イオンとピリジンユニットの窒素原子との間の配位結合を通した架橋形成により凝集しやすくなりミセル形成を誘起したものと考えられる．この溶液のスピンキャスト薄膜を作成し，ミクロ相分離構造を原子間力顕微鏡および微小角入射X線小角散乱により観察した．興味深いことに，鉄イオンをドープすることで，薄膜中のシリンダー状ミクロ相分離構造が基板に対して垂直に配向化するが，鉄イオンをドープしない系では垂直配向化は見られないことがわかった．垂直配向化の鍵は，ミセルからシリンダー構造への転移過程において，スピンキャスト中のTHF蒸発方向および溶媒アニール中のTHF浸透方向に関連すると考えられる．