1998 Fiscal Year Annual Research Report
光機能性超分子ナノオブジェクトの構築とその単一分子リソグラフィー
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09555292
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
堀江 一之 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (10013690)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大澤 日佐雄 ニコン, 筑波研究所, 研究員
町田 真二郎 東京大学, 大学院工学系研究科, 助手 (20262032)
相田 卓三 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (00167769)
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| Keywords | 光機能性分子素子 / 近接場走査光学顕微鏡 / 少数分子光化学 / 光反応誘起屈折率変化 / 光酸発生剤 / 感酸性色素 / 蛍光イメージング |
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| Research Abstract |
分子一個が1ビットの情報を担う「光機能性分子素子」は、人類が到達しうる究極の超高密度メモリーであり、その実現は、次世代の情報産業を支える基礎科学におけるブレークスルーを意味する。しかし、単一分子の光化学反応を近接場走査光学顕微鏡(NSOM)を用いて観測しようとすると、観察の際に照射するプローブ光自体が光化学反応を引き起こしてしまう。本研究は、プローブ光による光化学反応を起こさずに、単一もしくは少数分子の光化学反応をNSOMで観察することが可能な材料系を以下のアプローチで探索し、有望な系を見いだしたものである。
1. 光反応前後において大きな屈折率変化を示す材料系 光化学反応前後で試料の屈折率が大きく変化すると、吸収のない波長領域の光を用いて光反応を検出できる可能性がある。そこで、光により窒素脱離反応を起こすジアゾ基・アジド基などを含む化合物をポリマー中に分散し、その光反応前後の屈折率変化を測定した。その結果、2-diazo-1-indanone(2DI)およびβ-azidostyrene(β-AS)を用いた場合、10wt%程度ドープした試料で0.01近い大きな屈折率変化が得られた。
2. 光酸発生剤-感酸性色素系 光酸発生剤4-nitrobcnzyl-9,10-dimethoxyanthracene-2-sulfonate(NAS)および感酸性色素Nile Blue A base(NBAb)をポリマー中に分散した試料を作成した。NASは、短波長の光励起により量子収率約0.5でプロトンを発生する。発生したプロトンはポリマー中を拡散して近傍の感酸性色素NBAbと反応し、カチオン型のNBA(NBA^+)を生ずる。色素NBAbおよびNBA^+は、それぞれ異なる吸収・発光波長をもつ。従って、3種類の照射波長を適宜選ぶことで、光化学反応とイメージングが可能になる。実際に、試料フィルムのNSOM観測を試みたところ、局所的な光酸発生およびNBAb・NBA^+両者のイメージングが可能であることが確認された。
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[Publications] S.Murase,K.Horie: "Large Photoinduced Refractive Index Changes of Transparent Polymer Films Containing Photoeliminable Diazo- and Azido-Groups" Macromolecules. (印刷中).
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[Publications] Y.Tsurutani,S.Machida,K.Horie: "A Light-Induced Change in Chloresteric Pitch by Photoracemization of a Chiral Pyrenyl Sulfoxide" Chem.Lett.1999. 87-88 (1999)
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[Publications] Y.Tsurutani,T.Yamashita,K.Horie: "Photoinversion Reaction of a Pyrenyl Substituted Sulfoxide in Solution and in Polymer Matrix" Polymer J.30・1. 11-16 (1998)
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[Publications] K.Yoshii,T.Yamashita,S.Machida,K.Horie,et al.: "Photo-Probe Study on Microstructure of Siloxane Polymers 1. Local Free-Volume of an MQ-type Silicone Resin Containing Crosslinked Nanoparticles Probed by Photoisomerization of Azobenzene" J.Non-crystalline Solids. (印刷中).
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[Publications] 堀江一之: "高分子の光-光制御とナノ微粒子の光化学" 高分子. 47・7. 461-464 (1998)
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[Publications] 堀江一之: "高分子ナノ微粒子の光化学" 表面. 36・11. 583-590 (1998)
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[Publications] 堀江一之: "新高分子実験学第9巻-高分子の物性(2)" 共立出版, 480 (1998)
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[Publications] K.Horie: "Functionality of Molecular Systems 2" Springer,Tokyo, 245 (1999)
