2017 Fiscal Year Research-status Report
構造制御された機能性分子材料に対する配向性評価のための微小領域XAFS開発
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16K05020
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| Research Institution | University of Hyogo |
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Principal Investigator |
春山 雄一 兵庫県立大学, 高度産業科学技術研究所, 准教授 (10316036)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 機能性分子材料 / 配向 / 微小領域 / XAFS |
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| Outline of Annual Research Achievements |
表面近傍だけでなく、より深い範囲に及ぶ深さ方向に依存した分子配向に関する情報を得るために、昨年度行った全電子およびオージェ電子収量法による軟X線を用いた炭素K端のXAFS測定と同時に、より深い領域からの分子配向性を調べることができる蛍光収量法よるXAFS測定を実施した。機能性分子材料として、側鎖に桂皮酸を有する側鎖型の高分子液晶である光反応性高分子液晶を選択し、この機能性分子材料の分子配向性に関する性質を調べた。スピンコート法により作成した薄膜と直線偏光した紫外光照射およびその後の熱処理により作成した配向膜に対して、表面近傍から深さ100nm程度に及ぶ液晶分子の配向性を調べた。次に、側鎖の液晶部末端を安息香酸に置換した高分子液晶について、末端を置換した影響をXAFS測定により調べた。これらの結果、表面近傍の液晶分子は表面の影響により、表面に平行に配向しやすい傾向があることを示した。
昨年度、設置したアパーチャーの機能を有するスリットを用いることにより、光のスポットサイズを変化させることができる。インプリントした光反応性高分子液晶薄膜の分子配向性を評価するため、光のスポットサイズを変化させて、軟X線を用いた炭素K端のXAFS測定を行った。インプリントした光反応性高分子液晶薄膜は、スピンコート法により作成した光反応性高分子液晶薄膜に対し、ライン＆スペースパターンをインプリントすることにより作成した。光のスポットサイズを変化させた時の分子配向性を評価したが、現時点では、昨年と同様の結果、すなわち、光反応性液晶分子が表面に平行に配向していることが示された。。加えて、今年度の後半に、2次元ステージスキャンシステムの導入を行った。現在、2次元ステージスキャンシステムの立ち上げを行っている。
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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
本年度の予定は、(1) インプリントにより作成する構造パターンを徐々に小さくしていき、微小領域のXFAS測定を行い、配向や配向領域を調べ、機能性分子材料の配向性に関する知見を得ていく。(2) 2軸のステージスキャンシステムを設置し、配向の2次元分布を調べ、配向メカニズムに関する知見を明らかにしていく。同時に、電子収量法と蛍光収量法の同時計測を行い、深さに関する知見も明らかにしていくことが主な予定である。これに対する状況は、(1) インプリントした光反応性高分子液晶薄膜の分子配向性を評価するため、光のスポットサイズを変化させて、微小領域のXFAS測定を行い、機能性分子材料の局所的な分子配向性に関する知見を得た。(2) 2次元ステージスキャンシステムの導入を行い、現在、2次元ステージスキャンシステムの立ち上げを行っている。また、電子収量法と蛍光収量法の同時計測を行い、分子配向性の深さに関する知見を得た。以上のように、実験計画に予定していたことをほぼ遂行したことから、おおむね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究の目的は、軟X線領域のエネルギーを利用できる放射光ビームラインを用いて、微小領域のXAFS実験を行い、機能性分子材料の配向性やその３次元の空間分布を調べ、分子配向に関するメカニズムを明らかにしていくことである。そのために、次の３つのことを行っていく。(1) 機能性分子材料の局所的な配向性に関しては、インプリントにより作成する構造パターンを徐々に小さくし、微小領域のXFAS測定を行い、配向性を調べることにより、機能性分子材料の配向性に関する知見を得ていく。 (2) 機能性分子材料の配向性に関する空間分布を調べるには、２軸のステージスキャンシステムの設置が必要不可欠である。29年度に設置し、現在、ハードの立ち上げを完了している。今後は、ソフトでの２軸のステージスキャンシステムの構築を最重点課題として行っていく。(3) 機能性分子材料における配向性の３次元空間分布を調べるには、２軸のステージスキャンシステムの他に、薄膜中の深さ方向に依存した配向性を評価する必要がある。そのため、検出深度が、全電子やオージェ電子収量法と異なり、より深い所を検出できる蛍光収量法によるXAFS測定システムを昨年度導入した。したがって、今後、上記の(1)と(2)を行っていくことにより、機能性分子材料の３次元的な配向性を調べ、配向メカニズムに関する知見を明らかにしていく。
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