DE3686488T3

DE3686488T3 - Verfahren und vorrichtung zum anbringen monomolekularer schichten auf ein substrat.

Info

Publication number: DE3686488T3
Application number: DE3686488T
Authority: DE
Inventors: Otto Albrecht; Meir Bartur; Vladimir Rodov
Original assignee: Daleco Research and Development II LP
Current assignee: Daleco Research and Development II LP
Priority date: 1986-01-02
Filing date: 1986-09-18
Publication date: 1998-01-08
Anticipated expiration: 2006-09-19
Also published as: US4722856A; DE3686488D1; EP0252923A1; EP0252923A4; EP0252923B2; WO1987004090A1; EP0252923B1; US4783348A; JPS63502330A; DE3686488T2; JPH0626705B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen und Anbringen monomolekularer Schichten auf einem Substrat. Genauer gesagt befaßt sich die Erfindung mit einer in der Praxis durchführbaren Methode zum kontinuierlichen Herstellen und Anbringen von monomolekularen Schichten auf Substraten.
Monomolekulare Schichten von organischen Verbindungen finden eine breite Anwendung, insbesondere auf dem Gebiet der Elektronik. So werden zum Beispiel monomolekulare Schichten bei der Herstellung von Metall-Isolator- Metall- Strukturen verwendet, bei denen die Dicke der dielektrischen Isolatorschicht bei einem besonders hohen Genauigkeitsgrad kontrolliert werden muß. Ein bekanntes Verfahren zum Herstellen und Anbringen monomolekularer Schichten aus amphiphilen Molekülen wurde von Langmuir beschrieben (vgl. J.Am.Chem. Soc., Vol. 57 (1935), 1007-1010). Amphiphile Moleküle sind solche, die ein hydrophiles und ein hydrophobes Ende haben und nebeneinander in einer bestimmten Richtung gruppiert sind.
Das Langmuir'sche Verfahren besteht in der Bildung einer monomolekularen Schicht auf der Oberfläche von einem Tank, der mit einer Flüssigkeit, z.B. Wasser gefüllt ist. Gemäß diesem Verfahren wird eine Lösung der amphiphilen Molekülen in einem mit der Flüssigkeit im Tank nicht mischbaren Lösungsmittel auf die Flüssigkeitsoberfläche aufgesprüht, wonach das Lösungsmittel verdunstet und eine locker gepackte monomolekulare Schicht auf der Flüssigkeitsoberfläche gebildet wird. Ein Übergang der so gebildeten monomolekularen Schicht aus dem gasförmigen oder flüssigen Zustand in den festen Zustand wird dann erreicht durch Verminderung der Mantelfläche der Schicht durch Zusammendrücken auf einen vorgegebenen Oberflächendruck. Die erhaltene monomolekulare Schicht wird auf die Oberfläche eines Substrats gebracht durch Gleitenlassen des Substrats durch die komprimierte Schicht, wobei die Schicht während der Aufbringungszeit unter dem vorgegebenen Druck gehalten wird.
Die Standardmethode zum Zusammendrücken der monomolekularen Schicht besteht in der Anwendung einer auslaufdichten Bewegtsperre, die sich über die Flüssigkeitsoberfläche vom Tank bewegt. Nach dem Verschieben der Sperre wird das Areal der monomolekularen Schicht, die vorher auf der Flüssigkeitsoberfläche vom Tank gebildet worden ist, vermindert, um dann auf die Schicht den gewünschten Oberflächendruck einwirken zu lassen. Wenn dieser Wert erreicht ist, kann das Anbringen beginnen. Der Oberflächendruck auf der Schicht wird bei dem gewünschten Wert gehalten durch Verschieben der Bewegtsperre, um so eine fortschreitende Kompensation des Raumes sicherzustellen, der von den auf dem Substrat angebrachten Molekülen übriggelassen wurde. Nach Abschluß des Anbringens wird die Bewegtsperre in die Ausgangsposition zurückgebracht und die Oberfläche der Flüssigkeit von restlichem Material gereinigt, wonach die gesamte Oberfläche der Flüssigkeit für die erneute Zufuhr einer frischen Menge der amphiphilen Moleküllösung zur Verfügung steht.
Diese Standardmethode erlaubt kein zufriedenstellendes fortlaufendes Bilden und Anbringen von monomolekularen Schichten auf Substraten, da es notwendig ist, periodisch das Bad zu ergänzen und die Schicht zusammenzudrücken. Darüberhinaus ist die Kontinuität der zusammengedrückten Schicht nicht ohne weiteres reproduzierbar. Weiterhin verursacht die Bewegtsperre Spannungen in einigen Gebieten der monomolekularen Schicht und oftmals sogar eine Schädigung der Schicht.
Ein Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen und Anbringen von monomolekularen Schichten von amphiphilen Molekülen auf festen Substraten ist in den US-Patentschriften 4 093 757 und 4 224 896 beschrieben. Kennzeichnenderweise wird die im Wassertank vorhandene Flüssigkeitsoberfläche in zwei benachbarte Abteile geteilt, die mittels eines horizontalen drehbaren Zylinders, der teilweise in die Flüssigkeit im Tank eintaucht, getrennt sind. Eine zusammengedrückte monomolekulare Schicht wird auf einem der Abteile gebildet durch Übertragung einer ungepreßten Schicht aus einem Abteil in das benachbarte Abteil durch Erteilen einer Zylinder-Drehbewegung. Der sich drehende Zylinder übt auf die ungepreßte Schicht einen Druck aus und drückt sie so bis zu einem gewünschten Oberflächendruck zusammen. Das kontinuierliche Herstellen und Anbringen einer monomolekularen Schicht auf ein Substrat wird durchgeführt durch ein fortlaufendes Einführen einer Lösung der amphiphilen Moleküle in eines der Abteile, fortlaufendes Obertragen der Moleküle aus diesem Abteil in das benachbarte Abteil mittels einer Drehbewegung des Zylinders und kontinuierliches Tauchen eines Substrates in das benachbarte Abteil.
Obgleich das vorstehend beschriebene Verfahren konzeptmäßig gelingen kann, weist es doch verschiedene Nachteile auf, die einer Brauchbarkeit des Verfahrens für eine kommerzielle Anwendung entgegenstehen. Insbesondere der Aufbau und das Material vom Tank und aneinanderliegende Tankabteile trennendem Zylinder wurden als sehr abhängig von der gewünschten Auftragung gefunden. Darüberhinaus ist ein häufiges Reinigen erforderlich, da der Zylinder mit amphiphilen Molekülen überzogen wird. Auch finden im Zuge des Verfahrens mit der monomolekularen Schicht in Berührung stehende Bewegungsmittel (wie der Zylinder) Anwendung, die ein Brechen der monomolekularen Schicht verursachen, da diese Mittel einen Druck auf die Flüssigkeitsoberfläche ausüben und so die Kontinuität der Schicht zerstoren. Zusätzlich weist das System Abdichtprobleme, insbesondere an den Enden vom Zylinder auf, die es schwierig werden lassen, einen vorbestimmten Oberflächendruck für die monomolekulare Schicht zu erreichen und aufrechtzuerhalten.
In der JP-60/193536 ist ein Verfahren zur Bildung einer Molekülschicht zur Ablagerung auf einem festen Substrat offenbart, welches beinhaltet:
einen ersten Schritt zur Bildung einer Molekülschicht in einem ersten Zwischenbereich einer Flüssigkeits-Fluid-Zwischen schicht, und
einen zweiten Schritt des Zusammenpressens durch Flächenpressen der Schicht auf einen zur Ablagerung geeigneten Druck, wobei der Schritt umfaßt: Moleküle von dem ersten Bereich zu einem zweiten Zwischenbereich der Flüssigkeits-Fluid-Zwischenschicht zu bewegen, wobei der zweite Schritt durch einen ständigen Strom der Flüssigkeit aus dem ersten zu dem zweiten Bereich durchgeführt wird. Dieses Dokument offenbart eine Barriere, die in die Molekülschicht stromabwärts des zweiten Bereichs eingetaucht wird, so daß die Schicht gegen die Barriere gepreßt wird.
Gemäß einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform ist ein derartiges Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß die stationäre Strömung eine Strömung der Oberseitenschicht der Flüssigkeit über eine statische Sperrwand umfaßt, die eine Grenze zwischen dem ersten und zweiten Zwischenbereich definiert.
Gemäß einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform ist ein derartiges Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schritt ein Strahlstrom über der Zwischenfläche verwendet, um die Strömung der Flüssigkeit zwischen den Grenzflächenbereichen zu bilden.
Gemäß einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform wird eine Vorrichtung bereitgestellt zur Bildung einer komprimierten Molekülschicht zur Ablagerung auf einem festen Substrat in einem Verfahren zur Herstellung einer Molekülschicht zur Ablagerung auf ein festes Substrat, wobei das Verfahren umfaßt:
einen ersten Schritt der Bildung einer Molekülschicht in einem ersten Grenzflächenbereich einer Flüssigkeits-Fluid-Grenzfläche,
einen zweiten Schritt des Zusammenpressens, durch Flächenpressen der Schicht auf einen zur Ablagerung geeigneten Druck, wobei der Schritt umfaßt, Moleküle aus dem ersten Bereich zu einem zweiten Grenzflächenbereich der Flüssigkeits-Fluid- Grenzfläche zu bewegen, wobei der zweite Schritt durch eine stationäre Strömung der Flüssigkeit aus dem ersten zu dem zweiten Bereich erreicht wird, wobei die Vorrichtung umfaßt:
einen Behälter zur Aufnahme von Flüssigkeit, wobei der Behälter mehrere Bereiche umfaßt,
Mittel zur Ablagerung einer Molekülschicht auf die Oberfläche der Flüssigkeit in dem ersten der Flüssigkeitsbereiche, und Mittel zur Komprimierung der Moleküle durch Bewegen der Schicht aus dem ersten Bereich zu dem zweiten der Bereiche, wobei die Bewegungsmittel so angeordnet sind, daß sie eine kontinuierliche Strömung der Flüssigkeit in dem Behälter in einer wählbaren Strömungsgeschwindigkeit zur Bewegung der Schicht von einem Flüssigkeitsbereich zu einem benachbarten Flüssigkeitsbereich bewirken, dadurch gekennzeichnet, daß eine statische Sperrwand den Behälter mindestens an der Oberseitenschicht der Flüssigkeit in den ersten und zweiten Grenzflächenbereich trennt, und wobei die Bewegungsmittel so angeordnet sind, um eine stationäre Strömung der oberen Oberfläche der Flüssigkeit über die statische Sperrwand zwischen dem ersten und zweiten Bereich zu liefern.
Es ist erkennbar, daß ein Film auf einer Wasseroberfläche zusammengedrückt und gleichzeitig durch eine Strömung auf der Oberfläche fortbewegt werden kann und daß dieser vorzugsweise laminare Strom ohne mechanische Fortbewegungsteile in Kontakt mit dem Film (also nicht bewegende mechanische Elemente, wie Drehzylinder oder Fließsperre) erzeugt werden kann. Bewegliche Teile an der mit dem Film bedeckten Oberfläche neigen zur Verursachung von Beschädigungen und Beanspruchungen der gebildeten Schicht.
Unter Verwendung einer Flüssigkeitsoberfläche mit wenigstens zwei Bereichen in fließender Kommunikation miteinander und besonders mit einer benachbarten Anordnung, wo die Kopfoberfläche der in diesen Bereichen vorhandenen Flüssigkeit kontinuierlich aus einem Bereich in einen anderen Bereich fließt unter Einsatz von die Molekularschicht nicht berührenden, nicht beweglichen oder statischen mechanischen Teilen, kann eine monomolekulare Schicht mit überraschenderweise wenig Nachteilen in dem anderen Bereich gebildet und auf der sich bewegenden Flüssigkeitsoberfläche zusammengedrückt werden, wobei die monomolekulare Schicht auf dem Substrat angebracht werden kann. Dieses Verfahren macht es moglich, einen vorbestiiunten Oberflächendruck auf die monomolekulare Schicht anzulegen, wobei dieser Wert primär abhängig ist von dem Oberflächenstrom zwischen den beiden Bereichen. Ferner ist es nun wirtschaftlich msglich, in kontinuierlicher Arbeitsweise in einen ersten Bereich eine Lösung amphiphiler Moleküle einzuspeisen und danach ebenfalls fortlaufend in einem benachbarten Bereich die zusammengedrückte und in diesen letzteren Bereich überführte monomolekulare Schicht auf einem Substrat oder aber verschiedenen Substraten anzubringen.
Bestimmte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden gestaltet mit einer Vorrichtung und einer Methode zum praktischen Aufbringen einer monomolekularen Schicht auf ein Substrat unter Einsatz statischer mechanischer Mittel zum Transport und Zusammendrücken der Molekularschichten.
Nach einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird ein statisches mechanisches Teil, wie eine Düse für das Fließen eines Gases über die Flüssigkeitsoberfläche in dem ersten Bereich in Richtung auf den benachbarten Bereich hin verwendet. Der Gasstrom erzeugt einen Fluß auf der Oberfäche von der Flüssigkeit aus dem ersten Bereich zu dem benachbarten Bereich hin, drückt dabei die monomolekulare Schicht zusammen, die zuvor im ersten Bereich aufgesprüht worden war, und transportiert die zusammengedrückte Schicht zum benachbarten Bereich. Die Düse kommt nicht mit der monomolekularen Schicht in Berührung. Der Oberflächendruck auf die monomolekulare Schicht wird reguliert durch Einstellung der Gasstrommenge.
Nach einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden statische mechanische Teile, wie Flüssigkeitsrohre, an einen Tank mit zwei benachbarten Bereichen angebracht, wobei ein Rohr Flüssigkeit in einen ersten Bereich bei einer ausgewählten Fließrate leitet und das zweite, mit dem benachbarten Bereich verbundene Rohr Flüssigkeit aus dein benachbarten Bereich ausfließen läßt. Vorzugsweise hat die Flüssigkeit in dem Bereich, wo die Lösung der amphiphilen Moleküle aufgesprüht wird, ein hsheres Niveau als der Flüssigkeitsspiegel in dem benachbarten Bereich, wo die monomolekulare Schicht auf einem Substrat angebracht wird. Der Strom der Flüssigkeit aus einem Bereich in den benachbarten wird so durch die Unterschiede im Niveau in den Bereichen veranlaßt und ein kontinuierlicher Flüssigkeitsstrom aufrechterhalten. Der Oberflächendruck wird reguliert durch ausgewähltes Einstellen der Flüssigkeitsfließrate zwischen den benachbarten Bereichen.
Nach einer noch anderen Ausgestaltung von der Vorrichtung und dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt ein statisches mechanisches Teil Rohre zum Verbinden einer Umlaufpumpe mit dem Tank; die Umlaufpumpe für die Flüssigkeit im Tank sorgt für den Fluß der Flüssigkeitsoberfläche.
Ein Verfahren zum Herstellen und Anbringen einer monomolekularen Schicht von amphiphilen Molekülen auf einem Substrat entsprechend der vorliegenden Erfindung umfaßt:
(1) die Bildung einer nichtgepreßten oder nur leicht gepackten molekularen Schicht durch Aufbringen der Moleküle auf die Oberfläche einer Flüssigkeit,
(2) das Anlegen eines vorbestimmten Oberflächendrucks auf die so gebildete Schicht unter Verwendung von statischen mechanischen Mitteln für die gezielte Berührung der monomolekularen Schicht zum Zusammendrücken der Schicht und gleichzeitigen Transport der zusammengedrückten Schicht zu einer anderen Flüssigkeitsoberfläche sowie
(3) das Anbringen der transportierten, zusammengedrückten Schicht auf einem Substrat.
Bei einer kontinuierlichen Arbeitsweise werden erfindungsgemäß der Reihe nach die folgenden Stufen durchgeführt:
(1) Fortbewegen der oberen Flüssigkeitsfläche in einem Tankbereich in Richtung auf die Flüssigkeitsoberfläche in einem benachbarten Bereich,
(2) kontinuierliches Aufsprühen einer Lösung von Molekülen auf die Flüssigkeitsoberfläche in einem der beiden benachbarten Tankbereiche zur Ausbildung einer ungepreßten oder nur leicht gepackten monomolekularen Schicht,
(3) Transportieren und gleichzeitiges Zusammendrücken auf einen gewählten Oberflächendruck der monomolekularen Schicht bei dem Fließen der Flüssigkeitsoberfläche von einem Bereich in den benachbarten Bereich, wobei die Mittel für den Transport und das Zusammendrücken im wesentlichen aus statischen mechanischen Teilen zum Lenken einer ausreichenden Kraft auf die Flüssigkeitsoberfläche in einem Bereich zum Fließenlassen der Flüssigkeit an der Oberfläche zum benachbarten Bereich bestehen und die transportierenden und zusammendrückenden Mittel nicht in Berührung mit der monomolekularen Schicht stehen,
(4) fortlaufendes Anbringen der transportierten und zusammengedrückten monomolekularen Schicht auf ein Substrat oder verschiedene Substrate durch Durchschleusen des Substrats durch die zusammengedrückte Schicht im letzten Bereich vom Tank.
Diese Folge von Schritten ermoglicht die kontinuierliche und schnelle Bildung und Anbringung einer monomolekularen Schicht amphiphiler Moleküle. Darüberhinaus ist die Konstruktion der Vorrichtung nicht abhängig von der gewünschten Auftragung, da der Oberflächendruck auf die monomolekulare Schicht im letzten Bereich geregelt werden kann durch die Geschwindigkeit im Oberflächenbereich der sich zwischen den benachbarten Bereichen bewegenden Flüssigkeit. Weiterhin vermindert die fortlaufende Bewegung vom flüssigen Transportmedium die Notwendigkeit zum Reinigen und liegen keine sich bewegenden Teile vor, die ein Brechen der monomolekularen Schicht verursachen könnten. Diese Vorteile ermoglichen die praktische Durchführung für kommerzielle Anwendungen.
Die Erfindung wird noch stärker verdeutlicht durch die nachfolgende Beschreibung, die als Beispiel anzusehen ist und in keiner Weise einschränken soll. Hierbei wird zunächst auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen. Von diesen sind:
dieFig. 1a, b schematische Zeichnungen in Querschnitts- bzw. Draufsicht von einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei die Bewegung von der oberen Oberflächenschicht der Flüssigkeit aus einem Bereich/Teilraum in einen benachbarten Teilraum durch einen Gasstrom hervorgerufen wird, der tangential auf die Oberfläche der Flüssigkeit in einem Teilraum in Richtung auf den benachbarten hin geblasen wird;
die Fig. 2a, b schematische Zeichnungen in Querschnitts- und Draufsicht im Falle einer anderen Ausführungsform der Erfindung, wobei die Bewegung der Flüssigkeitsoberfläche aus einem Teilraum in den benachbarten Teilraum verursacht wird durch ein unterschiedliches Niveau der Flüssigkeit in den beiden Teilräumen und durch Aufrechterhaltung von einem kontinuierlichen Flüssigkeitsstrom;
die Fig. 3a, b schematische Zeichnungen in Querschnitts- und Draufsicht einer noch anderen Ausgestaltung der Erfindung, die insbesondere für eine kontinuierliche Arbeitsweise geeignet ist; die Fig. 4a, b schematische Zeichnungen in perspektivischer Draufsicht und vertikaler Querschnittssicht von einer anderen Ausgestaltung der Erfindung, wobei eine Pumpe zur Erzeugung und Regelung des Flusses vom Transportmedium verwendet wird.
Im nachstehenden wird die Erfindung anhand der gegenwärtig als bestmöglichst erkannten Ausgestaltung erläutert, die die allgemeinen Prinzipien der Erfindung illustrieren, jedoch dieselbe nicht einschränken soll.
Die Fig. 1a, b zeigen den Tank 10, der mit einer Flüssigkeit gefüllt ist. Wasser ist zwar die bevorzugte Flüssigkeit, indessen kann auch jedes andere für den Transport einer monomolekularen Schicht geeignete Medium erfindungsgemäß eingesetzt werden. Das im einzelnezi ausgewählte Transportmedium hängt von verschiedenen Faktoren ab, einschließlich eventueller Reaktionen vom Medium mit den die monomolekulare Schicht bildenden Molekülen. Mittel zur Regelung der Temperatur und vom pH-Wert sind ebenfalls vorgesehen.
Die horizontale Sperrwand 20 mit einer Apertur, Mulde oder Ausschnitt 20a erstreckt sich quer zum Tank 10 zwischen den Tankwandungen 10a, b. Die Sperrwand 20 teilt den Tank 10 in zwei benachbarte Teilräume 10c, d. Es wird angemerkt, daß zwar diese Ausführungsform (und auch die nachstehende) mit einer Sperrwand getrennte Tank-Teilräume zeigt, jedoch erfindungsgemäß allgemein benachbarte Bereiche auf einer Flüssigkeitsoberfläche wesentlich sind. Insoweit kann auch jedes Tankabteil mehr als einen Oberflächenbereich der Flüssigkeit aufweisen.
Gemäß der nachstehend beschriebenen Ausgestaltung ist das Niveau der Flüssigkeitsoberfläche im Tank leicht oberhalb von den Kanten 20b, c der Apertur 20, so daß das Medium quer zum Boden der Apertur fließen kann. Es wird vermerkt, daß die Apertur 20a vorzugsweise mittelständig auf einem Kopfteil 20d der Sperrwand angeordnet ist; sie kann sich aber auch quer über die gesamte Sperrwand erstrecken.
Jeder Teilraum ist außerdem ausgerüstet mit einem Melder 30a, b des Oberflächendrucks. Diese Melder sind dem Fachmann bekannt und werden verwendet zur Bestimmung des Oberflächendrucks von der gebildeten monomolekularen Schicht.
Basis für die in den Fig. 1a, b gezeigte Ausgestaltung der Erfindung ist das Düsenteil 40 für die Lenkung eines Gases auf die Füssigkeitsoberfläche im Teilraum 10c, wodurch die Flüssigkeitsoberfläche vom Teilraum 10c zum Teilraum 10d hin gerichtet wird, ohne daß Rollwerkzeuge oder andere Vorrichtungen mit dynamischen Fortbewegungsbestandteilen verwendet werden und Berührungen mit der monomolekularen Schicht erfolgen. Das Düsenteil 40 verfügt über einen Gasauslaß 40a und einen Gaseinlaß 40b, der verbunden ist mit einer nicht gezeigten Quelle für den Gasstrom; es ist angeordnet, oberhalb vom Tank 10 in der Nähe von der Sperrwand 20 um sicherzustellen, daß die Düse einen Gasstrom tangential zu der Wasseroberfläche in der Richtung "I" quer zur gesamten Länge der Apertur 20a schickt. Dieser Gasstrom ist für die Bewegung der Flüssigkeitsoberfläche aus dein Teilraum 10c nach dem Teilraum 10d verantwortlich; hierbei wird die auf der Flüssigkeitsoberfläche im Teilraum 10c angebrachte monomolekulare Schicht zusammengedrückt und weiter transportiert, wie nachstehend näher erläutert wird. Es wird darauf hingewiesen, daß Luft die bevorzugte Gasquelle ist; indessen liegt es im Rahmen der Erfindung, auch andere Gase, wie Stickstoff oder Argon in Abhängigkeit von den die monomolekulare Schicht bildenden Molekülen zu verwenden. Mann kann auch einen Gasstrom verwenden, der über die Sicherstellung des Flusses hinaus mit der monomolekularen Schicht zu reagieren vermag, z.B. Oxidieren mittels einer Sauerstoffquelle. Weiterhin kann man andere Transportmedien einschließlich Flüssigkeiten oder Aerosolen anstelle von Gasen verwenden. Insofern als man reaktive Gase oder Flüssigkeit mit der monomolekularen Schicht in Berührung bringen kann, um so die Schicht in jedem Teilraum oder Bereich zu modifizieren, kann man diese Reaktanten zur Vervollständigung oder zusätzlich zum Gasstrom einsetzen.
Die Moleküle für die Bildung der monomolekularen Schicht können anfänglich im Behälter 45, der die Lösung 50 der amphiphilen oder anderen geeigneten Moleküle enthält, aufbewahrt werden. Der Behälter 45 ist oberhalb vom Tank 10 angeordnet, so daß die Lösung nach unten auf die Flüssigkeitsoberfläche im Teilraum 10c fließen kann unter Bildung einer nicht (oder nur teilweise) zusammengedrückten monomolekularen Schicht. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß auch andere Arbeitsweisen zur Bildung der nicht zusammengedrückten oder leicht gepackten monomolekularen Schicht im Rahmen der Erfindung angewendet werden können, so z.B. das Aufbringen der Lösung 50 auf die Oberfläche vom Tank 10c von unterhalb des Niveaus der Flüssigkeitsoberfläche.
Vorsorge ist dann noch getroffen für eine geeignete Taucheinrichtung 60 oberhalb vom Teilraum 10d, mit der das zu überziehende Substrat 70 in die Flüssigkeit von dem Teilraum 10d mit der zusammengedrückten monomolekularen Schicht getaucht werden kann. Die Taucheinrichtung kann von der Art sein, wie sie in der US-PS 4 093 757 beschrieben ist, oder von einem sonst gebräuchlichen Typ sein.
Nachstehend wird die kontinuierliche Herstellung und Aufbringung von monomolekularen Schichten auf Substrate unter Anwendung der oben angeführten Ausgestaltung entsprechend der erfindungsgemäßen Arbeitsweise beschrieben.
Düsenmittel 40 richten kontinuierlich einen Gasstrom auf die Wasseroberfläche quer zur gesamten Apertur 20a in Richtung I. Eine tangentiale Richtung wird zwar bevorzugt, indessen können auch andere Richtungen im Rahmen der Erfindung gewählt werden. Der Gasstrom erzeugt einen kontinuierlichen Laminarstrom auf der oberen Flüssigkeitsschicht im Teilraum 10c in Richtung auf den Teilraum 10d. Das Niveau der Flüssigkeit im Tank bleibt jedoch konstant wegen des freien Flusses vom Wasser zwischen den beiden Teilräumen.
Der Behälter 45 gibt eine Lösung 50 der amphiphilen Moleküle in geregelter Menge auf die Flüssigkeitsoberfläche im Teilraum 10c ab, wobei das Lösungsmittel verdunstet und eine nicht zusammengedrückte monomolekulare Schicht kontinuierlich gebildet wird. Die amphiphilen Moleküle, die die monomolekulare Schicht bilden, haften an der Flüssigkeitsoberfläche. Auf Grund der kontinuierlichen Bewegung der obenauf liegenden Schicht der Flüssigkeit vom Teilraum 10c in den Teilraum 10d wird auch die monomolekulare Schicht kontinuierlich vom Teilraum 10c in den Raum 10d transportiert. Die ungepreßte monomolekulare Schicht wird während des Transports durch die sich bewegende Flüssigkeitsoberfläche zusammengedrückt zur komprimierten monomolekularen Schicht. Der Oberflächendruck wird auf einen bestimmten Wert eingestellt durch Regelung der Menge des Gasstroms durch die Düsenmittel 40.
Während die monomolekulare Schicht transportiert und dabei zusammengedrückt wird, wird das Substrat 70 wiederholt in die Flüssigkeit im Teilraum 10d getaucht, wobei jedes Mal das Substrat 70 die zusammengedrückte monomolekulare Schicht passiert, und so daß Substrat mit der monomolekularen Schicht überzogen wird. Im Zuge der Anbringung der monomolekularen Schicht auf dem Substrat sorgt die kontinuierliche Bewegung der oberen Flüssigkeitsfläche aus dem Teilraum 10c zum Teilraum 10d dafür, daß der letztere fortlaufend mit der monomolekularen Schicht aus dem Teilraum 10c nachgefüllt wird und der Oberflächendruck auf die monomolekulare Schicht im Teilraum 10d konstant bleibt.
Der Oberflächendruck der monomolekularen Schicht kann gemessen werden unter Verwendung der Druckmeßgeräte 30a, b. Während des Arbeitsganges vom System ist der vom Gerät 30a angezeigte Oberflächendruck höher als der vom Gerät 30b angezeigte. Auch hängt der Oberflächendruck der monomolekularen Schicht im Behälter 10d ab von der Geschwindigkeit des Gasstroms, der tangential auf die Flüssigkeitsoberfläche geblasen wird. Demzufolge ist es ein erheblicher Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung, daß der Oberflächendurck der monomolekularen Schicht im Teilraum 10d leicht regelbar ist, folglich der Aufbau von der Vorrichtung anwendungsunabhängig ist.
Es ist zwar bevorzugt, daß die Moleküle in den Bereich 10c eingebracht werden und der Bereich für die Überziehung vom Substrat benachbart sind, indessen ist allein wesentlich, daß diese Bereiche in fließender Verbindung miteinander sind. Es können also durchaus ein oder mehrere andere Bereiche zwischen den Bereichen 10c und 10d liegen; dabei kann man mit oder ohne zusätzliche Arbeitsvorgänge in den Zwischenbereichen vorgehen.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Vorrichtung nach der Erfindung wird die Bewegung auf der oberen Fläche von der Flüssigkeit aus einem Teilraum in einen benachbarten Teilraum hervorgerufen durch das kontinuierliche Fließen vom Transportmedium zwischen zwei benachbarten Teilräumen mit unterschiedlichen Oberflächenniveaus vom Transportmedium. Wie aus den Fig. 2a, b ersichtlich ist, ist der Tank 110 in die benachbarten Teilräume 110a, b durch die Sperrwand 120 geteilt. Ein jeder der Teilräume 110a, b ist ausgerüstet mit einem Oberflächendruckmeßgerät 190a,b. Der Kopf 122 von der Sperrwand enthält 120 eine Apertur, Mülde oder Ausschnitt 120a mit einem nach unten abfallenden Boden 120b und Kanten 120c, d. Die Apertur 120a kann sich über einen Teil oder den Kopf der Sperrwand 120 insgesamt erstrecken. Das Niveau von der Flüssigkeitsoberfläche im Teilraum 110a auf der Seite der Apertur ist höher als das Niveau der Flüssigkeitsoberfläche bei der Apertur 120 im Teilraum 11b, wodurch der Fluß vom Transportmedium erleichtert wird.
Eine Flüssigkeitsquelle (nicht gezeigt) wird mit dem Teilraum 110a über eine Leitung 130 verbunden, die über ein Ventil 130a geregelt wird. Eine Abflußleitung 140 verbindet den Teilraum 110b mit einem offenen Behälter 140a, der bis zur Kapazität mit Flüssigkeit gefüllt ist. Der Rand 140b vom Behälter 140a und der Wasserstand im Teilraum 110b haben dasselbe Niveau.
Der Behälter 150 mit der Lösung 160 der amphiphilen Moleküle ist oberhalb vom Tank 110 angeordnet, so daß die Lösung abwärts auf die Oberfläche vom Wasser im Teilraum 110a fließen kann. In dem Teil vom Tank, der mit dem Teilraum 110b korrespondiert, ist Vorsorge getroffen für eine geeignete Tauchvorrichtung 170, mit der ein zu überziehendes Substrat 180 in die Flüssigkeit vom Teilraum 110b mit der zusammengedrückten monomolekularen Schicht getaucht werden kann.
Das kontinuierliche Anbringen unter Verwendung der Vorrichtung gemäß der zweiten erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird nachstehend beschrieben.
Eine Zufuhr von Flüssigkeit wird stetig in den Teilraum 110a über die Leitung 130 vorgenommen. Dieser Fluß sorgt dafür, daß das Niveau der Wasserfläche im Teilraum 110a immer leicht oberhalb der Kante 120c von der Apertur 120a liegt und so eine dünne Schicht von Wasser stets den abwärts gerichteten Boden 120b bedeckt. Auf diese Weise erfolgt ein kontinuierlicher Laminarstrom von der oberen Fläche der Flüssigkeit aus dem Teilraum 110a in den Teilraum 110b. In dem letzteren Teilraum bleibt das Niveau von der Wasseroberfläche konstant auf Grund des offenen Behälters 140a.
Der Behälter 150 gibt eine Lösung 160 der amphiphilen Moleküle in einer geregelten Menge auf die Oberfläche der Flüssigkeit im Teilraum 110a, wodurch - wie schon gesagt - das Lösungsmittel verdunstet und eine nicht zusammengedrückte monomolekulare Schicht kontinuierlich gebildet wird. Die die monomolekulare Schicht bildenden amphiphilen Moleküle haften auf der Flüssigkeit. Hierdurch wird als Ergebnis vom kontinuierlichen Fluß der oberen Fläche von der Flüssigkeit im Teilraum 110a in den Teilraum 110b die nicht zusammengedrückte monomolekulare Schicht kontinuerlich aus dem Teilraum 110 zum Teilraum 110b hin transportiert. Die nicht zusammengedrückte Schicht wird komprimiert durch die sich bewegende Flüssigkeitsoberfläche zu der zusammengedrückten monomolekularen Schicht mit dem vorherbestimmten Oberflächendruck. Zur gleichen Zeit wird das Substrat 180 in die Flüssigkeit vom Teilraum 110b getaucht, wobei jedes Mal das Substrat 180 die zusammengedrückte monomolekulare Schicht passiert und mit der monomolekularen Schicht überzogen wird. Nach dem Anbringen der monomolekularen Schicht auf dem Substrat sorgt der kontinuierliche Fluß der oberen Fläche von der Flüssigkeit aus dem Teilraum 110a zum Teilraum 110b dafür, daß der letztere kontinuierlich mit zusammengedrückter monomolekularer Schicht aufgefüllt wird und der Oberflächendruck der monomolekularen Schicht im Teilraum 110b konstant gehalten wird.
Wie vorstehend in Bezug auf die erste Ausgestaltung der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung dargelegt wurde, kann der Oberflächendruck der monomolekularen Schicht für den Überzug des Substrats gemessen werden mit den Meßgeräten 190a, b. Es wurde beobachtet, daß der vom Meßgerät 190b angezeigte Oberflächendruck höher ist als der vom Gerät 190a angezeigte. Es wurde weiterhin beobachtet, daß der Oberflächendruck der monomolekularen Schicht im Teilraum 110b abhängig ist von dem Volumen der Flüssigkeit, die in den Teilraum 110a über die Leitung 130 pro Zeiteinheit zufließt. Je mehr Flüssigkeit in den Teilraum 110a pro Zeiteinheit zugeführt wird, umso höher ist die Geschwindigkeit auf der oberen Fläche von der Flüssigkeit und um so höher ist der Oberflächendruck von der zusammengedrückten monomolekularen Schicht im Teilraum 110b.
Hierbei wird beispielsweise eine Lösung der amphiphilen Moleküle, und zwar von 22-Tricosensäure, in den ersten Teilraum von den 3 Teilräumen aufweisenden Tank aufgesprüht; die Höhe des Wasserstands in einem jeden der benachbarten Teilräume war um etwa 7,5mm (0,3 inch) verschieden und die Aperturneigung betrug 30 Grad. Bei einer Fließrate von 0,6 Liter/Minute wurde die monomolekulare Schicht im dritten Teilraum auf einen Oberflächendruck von 27 mNm&supmin;¹ zusammengedrückt. Sofern der Versuch durchgeführt wurde mit einer Fließrate von 1,4 Liter/Minute wurde die monomolekulare Schicht auf einen Oberflächendruck von 44 mNm&supmin;¹ zusammengedrückt. Insofern stellt es ein vorteilhaftes Merkmal der erfindungsgemäßen Vorrichtung dar, daß der Oberflächendruck der monomolekularen Schicht leicht geregelt werden kann. Darüberhinaus wird durch die ständige Zufuhr von reinem Wasser in den Tank die Notwendigkeit zum häufigen Reinigen vermieden.
Wenn auch vorstehend auf einen Tank mit zwei Teilräumen und einem geneigten Sperrwandausschnitt verwiesen ist, so liegt doch die Ausgestaltung mit mehr als zwei Teilräumen und einem geneigten Sperrwandauslaß im Rahmen der vorliegenden Erfindung.
Gemäß einer dritten Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf die Fig. 3a, b ein alternativer Aufbau von einem Tank gezeigt, wobei die Bewegung der oberen Fläche von der Flüssigkeit aus einem Teilraum in einen benachbarten Teilraum erreicht wird durch unterschiedliche Höhen der Flüssigkeit zwischen zwei benachbarten Teilräumen und dem Umstand, daß ein ständiger Laminarstrom der Flüssigkeit aufrechterhalten wird. Der Tank 200 wird durch die Sperrwände 210 und 220 (mit den Aperturen, Mulden oder Ausschnitten 210a und 220a) in drei Teilräume 200a, b und c unterteilt. Der Tank wird befüllt mit einer Flüssigkeit, wie Wasser, in der Weise, daß das Niveau der Flüssigkeitsoberfläche im Teilraum 200a höher ist als das Niveau der Flüssigkeitsoberfläche im Teilraum 200b und das Niveau der Flüssigkeitsoberfläche im Teilraum 200b höher ist als das Niveau der Flüssigkeitsoberfläche im Teilraum 200c. Eine Flüssigkeitsquelle wird verbunden mit dem Teilraum 200a über die Leitung 230; die Fließrate der Flüssigkeit wird über das Ventil 230a reguliert. Eine Abflußleitung 240 verbindet den Teilraum 200c mit einem offenen Behälter 250, der bis zur Kapazität mit der Flüssigkeit gefüllt wird. Der Rand 250a vom Behälter 250 und das Wasserniveau im Teilraum 200c befinden sich in gleicher Höhe. Eine Nebenleitung 260 mit dem Ventil 260a verbindet die Teilräume 200a und 200b und eine Nebenleitung 270 mit dem Ventil 270a verbindet die Teilräume 200b und 200c.
Bei dieser dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hängt die Geschwindigkeit der oberen Fläche von der Flüssigkeitsbewegung aus dem Teilraum 200a in den Teilraum 200b durch die Apertur 210a nicht nur ab von der Menge der Flüssigkeit, die in den Teilraum 200a über die Leitung 230 in der Zeiteinheit zugeführt wird, sondern auch von dem Auslaufen über die Nebenleitung 260 entsprechend der Regelung über das Ventil 260a. Ähnlich ist die Geschwindigkeit der oberen Wasserfläche aus dem Teilraum 200b zum Teilraum 200c über die Apertur 220a abhängig von dem vom Ventil 270a erlaubten Ablauf über die Nebenleitung 270. Da der Unterschied zwischen den Oberflächendrucken der monomolekularen Schichten in zwei benachbarten Teilräumen abhängt von der Geschwindigkeit der oberen Flächen zwischen den benachbarten Teilräumen, ist es ein vorteilhaftes Merkmal dieser Bauart, daß sie die Regelung vom Oberflächendruck der monomolekularen Schicht im letzten Teilraum und auch der Unterschiede zwischen den Oberflächendrucken der monomolekularen Schichten in den beiden benachbarten Teilräumen erlaubt.
Obgleich mit der vorstehend erörterten dritten Ausgestaltung ein hervorragendes kontinuierliches System bereitgestellt wird, wurde doch ein geringes Brechen der monomolekularen Schicht im Teilraum 200c beobachtet. Die Ursache für dieses Problem war der Umstand, daß die Geschwindigkeit der Flüssigkeit an den Ecken von der Rutsche 220a geringer ist und so eine Turbulenz inner halb der Flüssigkeit entstehen kann. Die Turbulenz wirkt dann auf die zusammengedrückte monomolekulare Schicht und verursacht ein Brechen derselben, besonders bei höheren Oberflächendrucken, wo der Film fest ist.
Zur Vermeidung des vorstehend angemerkten Problems umfaßt eine vierte, an Hand der Fig. 4a, b gezeigte Ausgestaltung der erfinungsgemäßen Vorrichtung und Methode statische mechanische Mittel mit einem kontinuierlichen Rutschen im letzten Teilraum und vorzugsweise weiterhin Leitungen zum Verbinden einer Umlaufpumpe mit dem Tank, wodurch ein Strahlstrom unter der Oberfläche gebildet wird, damit die Flüssigkeit im Tank umläuft und so eine laminare Strömung an der Flüssigkeitsoberfläche verursacht wird. Bei einer bevorzugten Bauart wird die Pumpe 300 außen am unteren Teil vom Tank 310 befestigt und über die Leitung 320b, c mit dem Teilraum 310a verbunden, der als eine umlaufende Rutsche um den Teilraum 310b angeordnet ist. In dem Teilraum 310b werden die zusammengedrückten monomolekularen Schichten auf einem Substrat angebracht. Das Wasser fließt in der Richtung der Pfeile "a", d.h. die Pumpe 300 zieht die Flüssigkeit durch die Leitung 320a und aus dem Teilraum 310b und schiebt die Flüssigkeit über die Leitungen 320b, c und in den Teilraum 310a, der vom Teilraum 310b durch die umlaufende Rutsche getrennt ist. Bei der gezeigten besonderen Ausgestaltung befindet sich die Auslauföffnung 320d im Boden des n-ten Teilraums vom Tank mit einer Anzahl von n Teilräumen. Bei der gezeigten Ausführung enthält der (n-2)te Teilraum 310c die Lösung der monomolekularen Schicht. Der Fluß zwischen dem (n-2)ten Teilraum wird aufrechterhalten nach einer der vorstehend beschriebenen Arbeitsweisen.
Es wird noch angemerkt, daß auch die Anwendung von mehr als 3 Teilräumen im Rahmen der Erfindung liegt. So ist z.B. bei einer anderen Version der vierten Ausführungsform gemäß der Erfindung die Verwendung von 3 Teilräumen oder Oberflächenbereichen vorgesehen ehe der Film endgültig zusammengepreßt wird in dem Teilraum mit der ringförmigen Rutsche. Die Sperrwand, die die Teilräume 310a und 310c trennt, hat eine Apertur, wie sie oben in Bezug auf die Sperrwand 20 beschrieben ist und benutzt die Merkmale der Fig. 1 zum Transport und Zusammendrücken des Films. Die Fließrate in den Teilraum 310b und damit der Oberflächendruck können geregelt werden durch Einstellung des Abpumpens. Als Ergebnis dieser Bauart bestehen ein Maximum in Bezug auf den Materialtransport bei der schnellstmöglichen Geschwindigkeit, eine gleichmäßige Geschwindigkeitsverteilung (d.h. keine Ecken, wo die Oberflächengeschwindigkeit nach Null absinkt) und die geringste Möglichkeit der Bildung von Turbulenzen an der Wasseroberfläche. Variationen dieser Ausgestaltung sind in vieler Hinsicht möglich. So kann z.B. die Anzahl der Leitungen und die Gestalt von deren Öffnungen abgewandelt werden zum Erreichen einer genaueren Regulierung der Fließrate. Auch kann jeder Teilraum des Tanks in mehrere Bereiche unterteilt werden, in denen entweder verschiedene monomolekulare Schichten von verschiedenen Molekülen aufgebracht werden oder wo mehrere Überzüge auf ein Substrat aufgebracht werden oder wo Mischungen von beiden erfolgen.
Es wird dann noch angemerkt, daß die vorliegende Erfindung auch eine Vorrichtung und Arbeitsweise umfaßt, die Mittel zur Regulierung der Temperatur von der Transportflüssigkeit, Mittel zur Einstellung des pH-Werts von der Flüssigkeit, Mittel zur Zugabe von Additiven zu einem jeden der Teilräume oder Bereiche sowie die Verwendung von Mischungen der Moleküle, entweder beide amphiphil oder unterschiedlich, vorsieht.
Auch wird darauf hingewiesen, daß es nicht notwendig ist, einen Tank einzusetzen, der durch Sperrwände in Teilräume unterteilt ist. Bei der grundlegenden Ausgestaltung umfaßt die vorliegende Erfindung einen Flüssigkeitsstrom an der oberen Fläche der Flüssigkeit, wobei in einem ersten Bereich von der fließenden Flüssigkeitsoberfläche die Moleküle für die monomolekulare Schicht aufgebracht werden und in einem zweiten Bereich der fließenden Flüssigkeitsoberfläche ein Substrat mit der monomolekularen Schicht zur Berührung gelangt, die durch den Flüssigkeitsstrom zusammengedrückt und gleichzeitig aus dem ersten Bereich in den zweiten Bereich transportiert worden ist.
Schließlich wird noch angemerkt und ausdrücklich betont, daß die vorliegende Erfindung einen breiten Umfang hat und daß Abwandlungen dem Fachmann einfallen können, jedoch solche Abwandlungen im Bereich der in den Patentansprüchen dargelegten Erfindung liegen.

Claims

1. Verfahren zur Bildung einer Molekülschicht zur Ablagerung auf ein festes Substrat, welches umfaßt:

eine erste Stufe der Bildung einer Molekülschicht auf einem ersten Grenzflächenbereich einer Flüssigkeits-Fluid-Grenzfläche,

eine zweite Stufe des Zusammendrückens durch Flächenpressen der Schicht auf einen zur Ablagerung geeigneten Druck, wobei der Schritt Bewegen der Moleküle aus dem ersten Bereich in einen zweiten Grenzflächenbereich der Flüssigkeit-Fluid- Grenzfläche umfaßt, wobei die zweite Stufe durch ständige Strömung der Flüssigkeit aus dem ersten in den zweiten Bereich durchgeführt wird,

dadurch gekennzeichnet, daß der ständige Strom einen Strom der Oberseitenschicht der Flüssigkeit über eine statische Sperrwand umfaßt, die eine Grenze zwischen dem ersten und zweiten Grenzflächenbereich definiert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei nur die Strömung der Flüssigkeit die Moleküle der Schicht aus dem ersten Bereich (10c) in den zweiten Bereich (10d) überträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wabei die Schicht eine monomolekulare Schicht ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Moleküle amphiphil sind.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend eine dritte Stufe zum Übertragen der zusammengedrückten Schicht in den zweiten Bereich (10d) auf ein festes Substrat (70).

6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die dritte Stufe während der Durchführung des Zusammendrückens kontinuierlich wiederholt wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Zusammendrückstufe in einer Anzahl von aufeinanderfolgenden Strömungs-Unterstufen durchgeführt wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Stufe oder Unterstufe(n) der zweiten Stufe durchgeführt wird/werden durch einen Strahlstrom unterhalb der Grenzfläche zur Bildung eines Grenzflächenstroms.

9. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die zweite Stufe oder die Unterstufe(n) der zweiten Stufe die Schwerkraft zur Bildung eines Grenzflächenstroms zwischen den beiden Grenzflächenbereichen oder zwei Bereiche mit unterschiedlichem Höhenniveau verwenden.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in der zweiten Stufe oder der/den Unterstufe(n) der zweiten Stufe ein Strahlstrom oberhalb der Grenzfläche zur Bildung eines Stroms der Flüssigkeit zwischen den Grenzflächenbereichen verwendet wird.

11. Verfahren zur Bildung einer Molekülschicht zur Ablagerung auf ein festes Substrat, welches umfaßt:

eine erste Stufe der Bildung einer Molekülschicht an einem ersten Grenzflächenbereich einer Flüssigkeits-Fluid-Grenzfläche,

eine zweite Stufe des Zusammendrückens durch Flächenpressen der Schicht auf einen zur Ablagerung geeigneten Druck, wobei der Schritt Bewegen der Moleküle aus dem ersten Bereich zu einem zweiten Grenzflächenbereich der Flüssigkeit-Fluid-Grenzfläche umfaßt, wobei der zweite Schritt durch einen stationären Strom der Flüssigkeit aus dem ersten in den zweiten Bereich durchgeführt wird,

dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schritt einen Strahlstom über der Grenzfläche verwendet, um den Strom der Flüssigkeit zwischen den Grenzflächenbereichen zu bilden.

12. Verfahren gemäß Anspruch 5 oder 6 oder einem der Ansprüche 7 bis 10 im Falle der Unterordnung zu Anspruch 5,

wobei ein Tank (310) mit einem flüssigen Transport-Medium gefüllt wird, der durch Sperrwände unterteilt ist in ein erstes, zweites und drittes Abteil, wobei die Sperrwand zwischen dem ersten (310b) und zweiten (310a) Abteil ein zusammenhängender, das erste Abteil (310b) umgebender Kasten (310d) ist und ein Teil der Oberseite der anderen Sperrwände geeignet ist, das flüssige Transport-Medium quer über den Oberflächenteil strömen zu lassen, wobei ferner mittels einer Umlaufpumpe (300) ein Laminarstrom vom flüssigen Transport- Medium aus dem dritten Abteil in das zweite Abteil und aus dem zweiten Abteil in das erste Abteil bewirkt wird,

wobei in geregeltem Umfang eine Lösung der auf ein Substrat aufzubringenden Moleküle von der Oberfläche der Flüssigkeit vom dritten Abteil des Tanks mit dem flüssigen Transport- Medium abgegeben wird, und

wobei ein mit der molekularen Schicht zu überziehender Gegenstand in das erste Abteil (310b) des Tanks eingetaucht wird, in dem die flüssige Oberfläche mittels der Umlaufpumpe zum Fließen gebracht wird, die operativ mit dem ersten und dem zweiten Abteil des Tanks verbunden ist.

13. Vorrichtung zur Verwendung bei der Herstellung einer zusammengepreßten Schicht von Molekülen zur Ablagerung auf ein festes Substrat im Rahmen eines Verfahrens zur Bildung einer Molekülschicht zur Ablagerung auf ein festes Substrat, welches umfaßt: eine erste Stufe der Bildung einer Molekülschicht an einem ersten Grenzflächenbereich einer Flüssigkeits-Fluid- Grenzfläche, einen zweiten Schritt des Zusammenpressens über Flächenpressen der Schicht auf einen zur Ablagerung geeigneten Druck, wobei der Schritt Bewegen der Moleküle aus dem ersten Bereich zu einem zweiten Grenzflächenbereich der Flüssigkeits- Fluid-Grenzfläche umfaßt, wobei der zweite Schritt durch einen stationären Strom der Flüssigkeit aus dem ersten in den zweiten Bereich erreicht wird, wobei die Vorrichtung umfaßt:

einen Tank (10) mit mehreren Bereichen (10c, 10d) zur Aufnahme einer Flüssigkeit,

Mittel (48) zur Ablagerung einer Molekülschicht auf der Oberfläche der Flüssigkeit in dem ersten (10a) der Flüssigkeits bereiche und

Mittel (40) zum Zusammendrücken der Moleküle durch Bewegen der Schicht aus dem ersten Bereich in den zweiten der Bereiche, wobei die Mittel zum Bewegen (40) für eine kontinuierlich erfolgende Ausbildung eines Stromes der Flüssigkeit im Tank (10) bei einer festlegbaren Strömungsgeschwindigkeit zur Bewegung der Schicht von einem Flüssigkeitsbereich (10c) zu einem der benachbarten Flüssigkeitsbereiche (10d) eingerichtet sind,

dadurch gekennzeichnet, daß die stationäre Sperrwand (20) den Behälter mindestens an dem Oberflächenbereich der Flüssigkeit in den ersten und zweiten Grenzflächenbereich trennt, und daß die Mittel zum Bewegen (40) so angeordnet sind, um eine stationäre Strömung der Oberseitenschicht der Flüssigkeit über die stationäre Sperrwand zwischen dem ersten und zweiten Bereich zu liefern.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei diese noch Mittel (60) zum Inkontaktbringen des Substrates (70) mit der Molekülschicht, die auf der Oberfläche der Flüssigkeit in dem zweiten (10d) der Flüssigkeitsbereiche angebracht ist, umfaßt.

15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, wobei die stationäre Sperrwand (20) an dem Bereich, an dem die Flüssigkeit über die Wand strömt, eine Oberfläche aufweist, die von dem ersten der Flüssigkeitsbereiche auf den zweiten der Flüssigkeitsbereiche hin geneigt ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei die Vorrichtung zusätzlich Mittel (130) für das Einspeisen von Flüssigkeit in den höheren Flüssigkeitsbereich mit einer vorbestimmten ausgewählten Strömungsgeschwindigkeit zur Aufrechterhaltung des Niveaus in diesem Flüssigkeitsbereich sowie Mittel (140) für den Flüssigkeitsablauf aus dem benachbarten Bereich umfaßt.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, wobei der benachbarte Flüssigkeitsbereich den zweiten benachbarten Flüssigkeitsbereich umgibt.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 17, wobei diese zusätzlich eine erste Leitung (320d) zur Entfernung von Flüssigkeit aus dem einen Flüssigkeitsbereich und eine Pumpe (306) und eine zweite Leitung (320b, 320c) zum Einspeisen der über den ersten Ablauf entfernten Flüssigkeit in einen benachbarten Flüssigkeitsbereich umfaßt.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 18, wobei diese zusätzlich Mittel zur Regulierung der Flüssigkeitstemperatur, Mittel zur Regelung des pH-Wertes der Flüssigkeit sowie Mittel zur Regelung der Zufuhr anderer Additiven zu der Flüssigkeitsoberfläche umfaßt.