量子ビームによるポリシランLB膜の構造制御とキャラクタリゼーション

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05808042
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 浅井 圭介 東京大学, 工学部, 助手 (60231859)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 広石 大介 東京大学, 工学部, 助手 (20199110) ; 勝村 庸介 東京大学, 工学部, 教授 (70111466) ; 田川 精一 大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (80011203) ; 石榑 顕吉 東京大学, 工学部, 教授 (90010975)
• Keywords: LB膜 / ポリシラン / PMPS / パルスラジオリシス / 過渡吸収スペクトル

Research Abstract

今年度は、LB膜として配向可能なPOLYSILANE分子を設計、合成し、全く新しい高分子材料を得るとともに、電子線PULSE RADIOLYSIS法を用い、その電子構造を推定する実験を行った。また実際にLB配向薄膜の作製を行い、その膜の電子物性を、主にION REAM誘起発光をはじめとする分光的手法により調べた。
〈合成〉まず代表的POLYSILANE重合法であるWULTZ COUPLING法を用いてPOLYMETHYLPHENYL-SILANE(PMPS)を重合し、さらに二段階の操作を経て、親水基を導入して、両親媒性PMPSを合成した。このPOLYSILANEは、その主鎖に起因する吸収BANDと発光BANDとに加え、新たに導入された親水基中のAMINEに起因する発光BANDをもつことが明らかになった。
〈PULSE RADIOLYSIS〉電子線PULSE RADIOLYSIS法を用いてPOLYSILANE RADICAL CATIONの過渡吸収SPECTRUMの測定を行った。その結果、両親媒化によってPOLYSILANEの主鎖構造が不安定化し、側鎖のAMINE置換基への電荷移動が起こっていることを示された。
〈膜物性〉両親媒性PMPSを用いたLB膜とSOLVENT CAST膜とにおける紫外吸収SPECTRUMの比較から、LB配向薄膜化することによりPOLYSILANE主鎖耕造が安定化し、最安定化構造であるTRANS-TRANS ZIG ZAGに近い構造を実現しうることが明らかになった。また、両試料においえION BEAM励起による発光SPECTRUM測定を行った結果、360nmと430nmとの発光が、両者において観測され、600nm発光はCAST膜のみにおいて観測された。360nmの発光は、SILICON主鎖のBAND構造に由来するものであり、430nmの発光は、置換基に新たに導入したAMINEに由来する発光BANDである。600nm付近の発光は、親水基中の窒素原子間のDIMERIZATIONに起因するものと考えられる。既ち、LB膜中では、AMORPHOUS状態のCAST膜中に比べ、分子が面内配向しているため、このDIMER形成が阻害されている可能性が強い。さらに、このLB膜におけるCARRIER MOBILITY測定の結果両親媒性POLYSILANEでは、CARRIERの移動は観測されなかった。これは、HOLEが親水基中のAMINEにSCAVENGEされるためにCARRIER移動が起こらなかったと考えられる。この結果は、PULSE RADIOLYSIS法によるPOLYSILANE RADICAL CATIONの過渡吸収SPECTRUM測定の結果と一致するものである。