高分子金属錯体系に析出する金属超微粒子の分散・形状制御と光デバイス機能材料の開発

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10555222
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 黒木 重樹 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助手 (30293046)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 安藤 勲 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (20016637) ; 澤田 孝 (株)日本電信電話, 基礎技術総合研究所, 研究主任
• Keywords: ポリイミド / 金属微粒子 / 光学的性質 / 偏光特性 / X線分析 / 一軸延伸 / 銀化合物 / フッ素化高分子

Research Abstract

ポリイミド偏光光学材料の検討として、今年度は導入する金属を銀に限定し、フッ素化ポリアミド酸フィルムに硝酸銀、アセチルアセトナート銀、トリフルオロ酢酸銀を導入して、それらの熱分解特性、金属性析出物の同定、可視ー近赤外域における光学的性質(光透過性、屈折率、蛍光特性)を検討した。その結果、どの化合物を用いた場合でも銀の超微粒子がポリイミドフィルム中に析出するが、その温度依存性や粒径分布には顕著な違いが見られた。また、これらの銀化合物を溶解させたポリアミド酸フィルムを室温〜350℃で一軸延伸するという方法で作製したポリイミド中に、異方的な形状(長径100〜300nm、短径10〜30nm)を持った銀超微粒子が析出することを確認し、波長700nm以上において偏光特性を有することを確認した。現在までに波長850nmにおいて透過光に対して15〜20程度の消光比が確認されているが、開発目標(100以上)達成にはさらに熱処理と延伸の条件を変化させて析出微粒子の形状を制御することが必要である。一方、ファラデー光学材料の検討としては、ポリアミド酸溶液にニッケル、コバルト、鉄の各有機錯体を溶解させ、それをフィルムをした後、窒素雰囲気中約350〜400℃で熱処理することにより、それらの熱分解特性、金属性析出物の同定、光学的性質を検討した。フィルムは着色は見られるものの可視長波長域から近赤外域にかけて高い光透過性を示した。しかし強い還元雰囲気下での熱処理ではなかったため、強磁性金属の単体ではなく金属酸化物の超微粒子がポリイミド中に析出し、また一部においてはポリイミド中に含まれるフッ素との化合物の析出がX線分析により同定された。引き続き、使用する錯体の種類、熱処理雰囲気と熱処理条件を変えて、強磁性金属単体の微粒子がポリイミドフィルム中に析出する条件の探索が必要である。