シュタルク非線形分光法の開発と有機/金属界面構造研究への応用

• Project/Area Number: 17750001
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Physical chemistry
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 飯森 俊文 北海道大学, 電子科学研究所, 助手 (60360947)
• Project Period (FY): 2005 – 2006
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2006)
• Budget Amount: ¥3,500,000 (Direct Cost: ¥3,500,000); Fiscal Year 2006: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2005: ¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
• Keywords: 界面構造 / 非線形分光 / シュタルク効果 / 電場効果 / 電極界面

Research Abstract

本研究は、有機/金属界面の構造に関して、界面敏感な非線形分光法を用いて測定を行うと同時に、電場変調(シュタルク)分光法を用いて電場効果を検出する手法を開発することが目的である。本年度の成果として、電場を印加するためのユニットを昨年度作成した表面第2高調波発生計測装置に組みこむことで、第2高調波光強度に対する電場効果を測定するためのシステムの開発を行った。10ナノ秒のパルス幅を持つパルスNd:YAGレーザーの基本光もしくは第2高調波を光源として使用し、各波長に応じた波長板と偏光子を用いて入射光の偏光面を規定した。レンズを用いて試料基板表面にレーザー光を集光し、試料基板表面からの反射光に含まれる第2高調波光成分のみを光電子増倍管で検出した。信号光の偏光面は、アナライザーを用いて選択した。試料以外の光学素子などから生じる第2高調波光成分は、適切な光学フィルターを用いて取り除いた。さらに、XYZおよびθを任意に調節することが可能なステージを作成し、試料固定台として使用した。試料としては、電極基板上に高分子薄膜をスピンキャスト法により作成し、さらにアルミを真空蒸着したものを使用した。レーザーパルスと同期した電圧パルスを、アンプを用いて増幅したのち、電極間に加えた。電場効果の測定には、電場が印加されているときと電場がかかっていないときの信号強度の差を検出する方法を用いた。電場強度の上限値として、約1MV/cm程度まで用いることが可能であった。

Research Products

• [Journal Article] A Memory Effect Controlled by a Pulsed Voltage in Photoinduced Conductivity Switching in an Organic Charge-Transfer Salt (2007)
  • Author(s): T.Iimori, et al.
  • Journal Title: Journal of the American Chemical Society 129・12 Pages: 3486-3487
• [Journal Article] 電場吸収・電場発光スペクトルの低温測定装置の開発と分子の電場配向およびエキシマー蛍光状態の研究 (2006)
  • Author(s): 飯森俊文, 他
  • Journal Title: 光化学 37・3 Pages: 181-188
  • NAID: 10020131040
• [Journal Article] Electroabsorption Spectroscopy of 6-Hydroxyquinoline Doped in Polymer Films : Stark Shifts and Orientational Effects (2006)
  • Author(s): M.S.Mehata, T.Iimori, et al.
  • Journal Title: The Journal of Physical Chemistry A 110・38 Pages: 10985-10991
• [Journal Article] External Electric Field Effects on Fluorescence of Pyrene Butyric Acid in a Polymer Film : Concentration Dependence and Temperature Dependence (2006)
  • Author(s): A.M.Ara, T.Iimori et al.
  • Journal Title: The Journal of Physical Chemistry B 110・47 Pages: 23669-23677
• [Journal Article] External electric field effects on fluorescence of perylene doped in a polymer film (2006)
  • Author(s): A.M.Ara, T.Iimori et al.
  • Journal Title: Chemical Physics Letters 427・4-6 Pages: 322-328
  • NAID: 120000957741
• [Journal Article] Gibbs monolayer of ionic liquid + H2O mixtures studied by surface tension measurement and sum-frequency generation spectroscopy (2006)
  • Author(s): J.Sung et al.
  • Journal Title: Colloids and Surfaces A : Physicochemical and Engineering Aspects 284-285 Pages: 84-88
• [Journal Article] Effects of electric and magnetic fields on fluorescence in electron donor and acceptor pairs of pyrene and N-methylphthalimide doped in a polymer film (2006)
  • Author(s): T.Yoshizawa, M.Mizoguchi, T.Iimori, et al.
  • Journal Title: Chemical Physics 341・1 Pages: 26-39
• [Journal Article] External electric field effects on absorption and fluorescence of anthracene-(CH_2)_n-naphthalene bichromophoric molecules doped in a polymer film (2006)
  • Author(s): 中林 孝和
  • Journal Title: Journal of Photochemistry and Photobiology A : Chemistry 178・2-3 Pages: 236-241
• [Journal Article] 蛍光寿命イメージングシステムの製作と生体試料および高分子試料への応用 (2006)
  • Author(s): 中林 孝和
  • Journal Title: 分光研究 55・1 Pages: 31-39
• [Journal Article] Time-resolved measurements of the external electric field effects on fluorescence in electron donor and acceptor pairs of N-ethylcarbazole and dimethyl terephthalate doped in a polvmer film (2005)
  • Author(s): 飯森 俊文
  • Journal Title: Chemical Physics 319・1-3 Pages: 101-110
• [Journal Article] Spectroscopic and Excited-State Properties of Tri-9-anthrylborane II : Electroabsorption and Electrofluorescence Spectra (2005)
  • Author(s): 喜多村 昇
  • Journal Title: The Journal of Physical Chemistry A 109・33 Pages: 7435-7441