2018 Fiscal Year Annual Research Report
Fabrication of Fluorescent flexible organic crystals and their waveguide
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18H02052
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| Research Institution | 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群) |
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Principal Investigator |
林 正太郎 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), 応用科学群, 講師 (00532954)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 有機結晶 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
プラスチックまたはエラスティック結晶と呼ばれるbendingを可能にする新素材を「π共役系分子」により構成することで、様々なフレキシビリティーのみならず、光・電子機能を付与させる。これにより、将来的なフレキシブル・ウェアラブルデバイス構築を目指した。また、稠密な結晶構造（高い屈折率）による高性能でフレキシブルなウェーブガイドの作成ができると考え、計測装置の作成とそれを利用した結晶の解析を行った。
ウェーブガイド測定を可能にする装置開発を行った。顕微鏡とYAGレーザー、ファイバープローブを組み合わせ、結晶観察とレーザー導入によって、マイクロ蛍光スペクトルが作成できた。得られた装置を使用することで、ウェーブガイド発光をファイバープローブで検出できた。装置性能とその再現性を調べるために、2,5-ジメトキシ-1,4-ベンゼンジカルバルデヒドからなる発光生ブロック状結晶を用いて実験を行った。実際、レーザー導入位置から離れた箇所にあるウェーブガイド発光を効果的に検出することができた。得られたスペクトルはウェーブガイド現象による物質内再吸収が起こることも明らかになった。この装置は再現性が取れることがわかった。
これを利用し、フレキシブルな結晶のウェーブガイド特性を検証した。分子末端にフルオロアレーンを有する拡張型π共役系分子の結晶化によって得られた新規結晶を開発した。この結晶はセンチメートルスケールサイズでありながら、高いbending柔軟性を有しており、何回でも曲げ戻しが可能であった。これを基盤上に固定し真っ直ぐの状態と曲げた状態でウェーブガイド現象を調べたところ、結晶がフレキシブルでありながら効率的な光移動を可能にする素材であることが明らかになった。また、結晶を曲げ戻し、再度計測することもできた。したがって、フレキシブルでタフな結晶ウェーブガイドが作成できたと言える。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
1年目で、十分に再現性の取れる評価装置（マイクロ蛍光測定システム）を開発することができた。これを利用した計測によって発光性結晶のウェーブガイド特性を検証することができ、再現性も良かったことから、トライアルとして行った2,5-ジメトキシ-1,4-ベンゼンジカルバルデヒドからなる発光生ブロック状結晶を論文掲載することができた。加えて、フレキシブルな有機結晶においてもフレキシブルな特徴を活かしたウェーブガイドを作成・評価することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
より多くのフレキシブル結晶を作成し、マイクロ蛍光システムを使用した物性評価を行う。結晶のbendingメカニズムについてはスーパーコンピューターを使用した第一原理計算によって明らかにしていく。
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