2015 Fiscal Year Annual Research Report
ホログラフィックナノコンポジットの異方性光重合相分離現象とその多彩な応用
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15H03576
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| Research Institution | The University of Electro-Communications |
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Principal Investigator |
富田 康生 電気通信大学, 情報理工学(系)研究科, 教授 (50242342)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 応用光学・量子光工学 / ナノ材料 / 複合材料・物性 / 量子ドット / 量子ビーム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は光重合性ナノ微粒子-ポリマーコンポジット(NPC) 中のホログラフィック光重合で生じる多次元フォトニック格子構造の形成のメカニズムを統計熱力学的手法により理論的に解明するとともに、フォトニック格子構造形成可能なNPC をフォトニクス・中性子光学へ応用し、NPC の高度な性能・斬新性・有用性を実証することを目的とする。本年度においては、第一に、ホログラフィック光重合におけるNPC中でのナノ微粒子と重合モノマーの異方性光重合相分離過程について理論的に究明し、生成される屈折率変調がホログラフィック格子の間隔に大きく影響することを示した。第二、ホログラフィック光メモリ用記録メディアへの応用を念頭に、NPCの高性能化について究明し、チオール・エン重合反応を用いたNPCの青色波長感度増大化を実現した。さらに、連鎖移動重合反応および開環重合反応を用いたNPCの緑色波長でのホログラフィック記録特性を究明し、高屈折率変調化と低重合収縮化の可能性を実験的に示した。第三に、高濃度半導体CdSe量子ドット分散NPC の非線形光学特性について究明した。その結果、6.8vol.%までの半導体CdSe量子ドット分散を実現するとともに、その非線形光学応答特性をZ-scan測定から究明し３次光非線形性からのカスケーディング効果による５次光非線形性の発現を初めて観測した。第四に、NPCホログラフィック格子による極冷中性子ビームのBragg回折特性を実験的に究明し、オーバーモデュレーション効果の観測に初めて成功するとともに、極冷中性子(物質波)入射ビームの有限な波長幅による回折時の波長分散現象の観測にも成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
NPCのホログラフィック格子形成に関する理論解析および種々の実験（NPCの特性改善、非線形光学応答特性、極冷中性子ビームのNPC格子による回折現象）について当初の計画におおむね沿って実施出来ている。ただし、冷中性子屈折率の大きなナノダイヤモンドの重合性モノマーへの高濃度分散はまだ実現出来ていないため今後のさらなる検討が必要である。
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| Strategy for Future Research Activity |
理論解析についてはナノ微粒子のサイズエントロピー効果を精緻に考慮した検討を行い実験結果との対応についても究明したい。NPCの特性改善に関しては、青色波長においてさらなる記録感度の向上と重合収縮の低減化の検討を進める。また、緑色波長において官能基数の異なる開環重合反応のモノマーを用いたNPCの高性能化の検討も行う。半導体CdSe量子ドット分散NPCの非線形光学応答については、過渡格子測定法および時間分解ポンプ-プローブ非線形吸収スペクトル測定による過渡応答特性について究明する。NPCホログラフィック格子による冷・極冷中性子ビーム制御に関しては、冷・極冷中性子屈折率の大きなナノダイヤモンドの重合性モノマーへの高濃度分散の検討を行う。
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