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LB膜はある程度配向のそろった2次元系の分子集合体であり、膜中に取り込まれた発色団は溶液などの均一分散系とは異なった光特性を示すことが知られている。本研究では、発色団としてナフタレン、アントラセンやペリレンを含んだLB膜を作製し、時間分解蛍光分光法を用いて、膜中における芳香族分子の分布および励起エネルギー緩和過程について検討した。
1.ペリレンLB膜
ペリレンLB膜の蛍光スペクトル(定常光励起、時間分解)には、溶液中で測定されるようなモノマー発光と、2種類のブロードな発光が現れる。低濃度においては主成分はモノマー発光であり、時間後期にのみブロードな発光が確認される。一方濃度が高くなると、時間初期から3つの成分がすべて現れるが、時間とともに長波長にピークを持つ成分が支配的となる。3成分の相対強度はペリレン濃度に依存し、各濃度における会合体形成や励起エネルギーの緩和過程を反映している。例えば、高濃度では、結晶中のような2量体を形成し、これが最終的なエネルギーアクセプターとして作用していることがわかった。
2.ナフタレンLB膜
α位に長鎖カルボン酸を導入したナフタレン誘導体は安定な膜を形成しにくいこと、また、ナフタレンはアントラセンやペリレンと比較して会合体を形成しにくいことがわかった。これは、ナフタレン間に斥力的相互作用が働いているか、α位に長鎖が導入されたことによる立体障害によるものと考えられる。現在、β位に長鎖カルボン酸を導入したナフタレン誘導体について研究を行っているところである。
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