2013 Fiscal Year Annual Research Report
金ナノロッドをナノメートル間隔で整列させた新しい光学機能材料の創製
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23710127
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| Research Institution | Aichi University of Education |
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Principal Investigator |
日野 和之 愛知教育大学, 教育学部, 准教授 (60362307)
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| Keywords | 金ナノロッド / 液晶分子 / 外部電場 / 光学機能材料 |
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| Research Abstract |
最終年度は、これまでに引き続き液晶分子が結合した金ナノロッドのアスペクト比を変えて、物質構造科学研究所フォトンファクトリーで小角X線散乱（SAXS）測定を行った。試料のDMF溶液を2枚のITO透明電極（厚み150 μm×2）で作製したセルの中に加えた。溶液層の厚みは300 μm、印加電圧は最大1200 Vとした。これは液晶の配向電場強度に対応する（～数 V/μm）。SAXS強度の電場変化の再現性が十分に確認できない理由を、（1）電場セルの絶縁度、（2）溶媒の極性にあると考え、溶液を高分子薄膜に封じること、および、非極性溶媒のトルエンに溶解させることを試みた。その結果、液晶チオールが結合した金ナノロッドはDMFにしか十分に溶解せず、トルエン分散液では、高分子薄膜が耐性を示さないことが分かった。また、ドープ媒体として液晶自身に分散させたが、電場を印加すると凝集してしまった。
これらの問題を解決するために、液晶と同様にソフトな分子間相互作用を示すポリマーチオールを結合させた金ナノロッドを創製した。このナノロッドはトルエンに十分に溶解した。溶液を電場セルに入れ、電圧を徐々に上げていくと、ナノロッドの短軸に対応するプラズモン吸収に対して、長軸に対応するプラズモン吸収の相対強度が減少した。1200 Vではじめの強度よりも約30 %減少した。電場をOFFにすると、しだいに長軸のプラズモン吸収強度が回復していき、約10分後に電場印加する前の強度にまで回復した。一方、試料溶液をコロジオン膜付銅グリッドに滴下して、TEM観察すると部分的にナノロッドが方向性をもって約30 nm間隔で配列していることが分かった。以上により、外部電場を印加して、金ナノロッドをナノメートル間隔で電場方向に整列させることを実現できた。
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