| 研究課題/領域番号 |
09450283
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
化学工学一般
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
宝沢 光紀 東北大学, 反応化学研究所, 教授 (70005338)
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| 研究分担者 |
塚田 隆夫 東北大学, 反応化学研究所, 助教授 (10171969)
及川 英俊 東北大学, 反応化学研究所, 助教授 (60134061)
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| 研究期間 (年度) |
1997 – 1998
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| 研究課題ステータス |
完了 (1998年度)
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| 配分額 *注記 |
4,800千円 (直接経費: 4,800千円)
1998年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
1997年度: 3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
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| キーワード | 非線形 光学材料 / 高分子薄膜 / レーザー加熱ポーリング / 伝熱 / 熱拡散率 / 多極子配向 / 数値シミュレーション / 非線形光学材料 / 非線形工学材料 / レーザー加熱ボーリング |
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| 研究概要 |
本研究では、レーザー加熱ポーリングによる非線形高分子薄膜への導波路作製プロセスを対象とし、その具現化、最適化のための基礎データの蓄積を目的として、以下の項目につき検討した。
1) 高分子薄膜の作製
回転塗布法によりガラス基板上に高分子薄膜を作製し、回転速度と薄膜の膜厚との関係をSEM及び触針段差計を使用し明らかにした。なお、対象とした高分子薄膜材料は、側鎖に非線形有機色素Disperse Red1を導入したPMMAである。
2) 高分子薄膜の熱拡散率測定
高分子薄膜内伝熱過程を明らかにする上で重要な熱物性値である熱拡散率を測定するために、光音響法に基づく熱拡散率測定装置を試作し、1)で作製した高分子薄膜の熱拡散率に及ぼす諸因子の影響を検討した。結果として、薄膜の熱拡散率は膜厚(2.5〜6μm)、色素導入量(1.4,30mol%)に殆ど依存しないこと、また温度上昇に伴い減少することがわかった。一方、電界処理を行った薄膜の熱拡散率については、電界強度の増加と共に増加した。
3) プロセスの数値シミュレーション
レーザー走査により高分子薄膜を局所加熱した際の薄膜内温度分布及び電界処理による双極子配向状態を予測するために、3次元伝熱解析コードに温度と双極子の配向状態の関係式を導入し、配向度及び薄膜内配向分布(矩形波状が望ましい)に及ぼす各種操作条件の影響を検討した。ただし、電場による双極子配向の適切なモデルがないため、分子緩和の温度依存性に関するモデルで代用した。結果として、レーザースポット径が小さいほど、レーザー走査速度が遅いほど配向度は矩形波状になることがわかった。また、薄膜の吸収スペクトルを検討した結果、Ar^+レーザー(488nm)よりも、He-Neレーザー(632nm)を使用した方が、薄膜の加熱が表面から内部加熱となり、高配向度及びより矩形波状になることがわかった。
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