| 研究概要 |
本研究は,Langmuir-Blodgett(LB)膜や二分子膜などの分子膜中で無機物をナノレベルで合成することにより,有機-無機ナノ複合膜を作製し,さらに,その物性や機能について明らかにすることを目的とした.以下に,本研究で得られた成果の概要を示す.
1.有機-無機ナノ複合膜の作製
(1)ステアリン酸金属塩などの金属イオン含有分子膜を硫化水素ガスで処理(S処理)し,さらに金属イオン水溶液への浸漬(I)-硫化(S)のサイクルを繰り返し施すことにより,ナノサイズのZnS,CdS,PbS,Cu_2Sをin situで生成・成長させるという新しい有機-無機ナノ複合膜の作製法を確立した.
(2)CdSのサイズと分子膜構造との関連性を調べ,膜物質の選択やI-Sサイクルの繰り返し回数による分子膜極性層間のCd^<2+>濃度のコントロールにより,精密なサイズ制御ができることを明らかにした.
I-Sサイクルによる金属硫化物の合成において,MSを予め合成した後NSを合成する逐次合成法,M,Nの両金属イオンを含む混合金属塩LB膜の硫化による同時合成法により,コア(MS)-シェル(NS)型の二元系硫化物やM_xN_<1-x>Sの二元系複合硫化物を含む有機-無機ナノ複合膜が作製できることを明らかにした.
(4)「前駆イオンの分子膜層間への導入」と「無機物への変換処理」の二つの反応を適当に選択し,組み合わせることにより,金属セレン化物や金微粒子などの種々の無機ナノ物質を含む有機-無機ナノ複合膜の作製が可能であることを示した.
2.有機-無機ナノ複合膜の機能物性
(1)第三高調波発生や縮退4波混合法により,有機-無機ナノ複合膜の光非線形性について調べ,ステアリン酸-PbSナノ複合膜が優れた三次光学非線形性を有することを見い出した.
(2)ステアリン酸-PbSナノ複合膜の三次光学非線形特性を,I-Sサイクルの繰り返しにより最適化できることを明らかにした.
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