| Research Abstract |
我々は高分子ブロック共重合体の自己組織構造を利用した3次元フォトニック結晶の創製を試みた。一般に,高分子ブロック共重合体を構成する高分子同士は互いに非相溶であり,相分離して成分間に界面が存在する。しかし高分子間の共有結合の為に巨視的には相分離できず,分子サイズと同等の大きさの周期構造を自己組織的に形成する(ミクロ相分離構造)。非常に大きな分子量の高分子ブロック共重合体を用いて,光の波長オーダーの周期構造を得ることができた。しかしながら,超高分子量のために絡み合い点間密度が高くなり,バルクでは構造の緩和時間が長く,数ミリメートルの厚みのキャストフィルムでは高秩序の構造が得られなかった。そこで,我々は溶媒を添加して系の粘度を下げることを考えた。実際,ポリマー濃度の低下とともに,分光スペクトルのピーク幅が著しく減少する事を確認した。しかし,フォトニック結晶として利用できるほどに十分高秩序構造を得るために,さらに低濃度(数%)にしたところ,分子量が非常に高いと言えども相分離構造が消滅し無秩序状態に至ってしまった。大変興味ある事には,この溶液に貧溶媒を添加するとミクロ相分離が誘起される事を発見した。さらに,貧溶媒添加による秩序-無秩序転移領域の近傍において,グレイン構造(配向の揃ったミクロドメイン構造の集合体)のサイズが非常に大きくなり,数センチメートルの大きさにまで成長する事を発見した。また,その分光スペクトルのピーク幅は数ナノメートル以下となり,非常に高秩序な構造を得られた。そこで,これらの構造をフォトニック結晶として利用し,光スイッチ用非線形光学材料と分布帰還型レーザーの作製に成功した。
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