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分子シンクロ現象のセンシングおよび人工視覚素子の開発

研究課題

研究課題/領域番号 11167227
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東京工業大学

研究代表者

岩本 光正  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (40143664)

研究分担者 間中 孝彰  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助手 (20323800)
真島 豊  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教授 (40293071)
呉 晨旭  東北大学, 流体化学研究所, 助手
研究期間 (年度) 2001 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
26,100千円 (直接経費: 26,100千円)
2002年度: 6,000千円 (直接経費: 6,000千円)
2001年度: 7,400千円 (直接経費: 7,400千円)
2000年度: 7,400千円 (直接経費: 7,400千円)
1999年度: 5,300千円 (直接経費: 5,300千円)
キーワード分子シンクロ現象 / 変位電流 / SHG / コマンドサーフェス / 相転移 / 単分子膜 / 液晶 / 人工視覚素子 / 表面アンカリングエネルギー / オーダパラメータ
研究概要

1.単分子膜の分極現象と変位電流およびSHG測定による評価
界面での分子膜の挙動は分子シンクロ現象の基点となる重要な場であるから、界面での分子膜の挙動を計測する技術の開発は、分子シンクロ現象の研究に必須である。このような背景をもとに、これまでMDCとSHG計測が同時に可能な測定装置を構築し、液晶性単分子膜の変位電流とSHGの測定(圧縮過程におけるスペクトルの評価)を行ってきた。今年度は、より一般的な系への拡張と生体系分子との類似性からキラル系分子を用いた測定も行い、旋光性に起因するSHG信号を得ることができた。また、nOCB系分子において観測されていた相転移現象に関して、表面膜を粘弾性流体として捉え、その挙動を理論的に記述することに成功した。この理論的な予測は、実験で得られているSHG信号の挙動をよく説明できている。
2.コマンドサーフェス分子から液晶分子への刺激伝達機構
界面誘電物性の立場からコマンドサーフェスにおける刺激伝達機構の解明を目指して、これまで液晶セルを製作し、セル容量および光透過率の測定と解析を行ってきた。今回、界面近傍における液晶分子と光異性化分子の相互作用を直接的に観測するため、コマンドサーフェス基板上に液晶分子の超薄膜を形成し、表面電位法と表面SHG法による観測を試みた。超薄膜の作製条件を検討するため、表面電位とSHGの蒸着時間依存性を測定したところ、ある時間(1層の蒸着時間)で飽和値に達することがわかった。続いて、アゾベンゼン系高分子上に液晶を蒸着してその挙動を観測した。アゾベンゼン系高分子もSHG活性であるが、液晶を蒸着するに従ってSHG強度が減少し、これは界面近傍において液晶分子がアゾベンゼンのダイポールを打ち消す方向に配向するためと結論づけた。これらの結果から、極性配向の方向を知るうえで、表面電位などの電気的測定と、SHGを組み合わせることが非常に有効であるとわかった。

報告書

(4件)
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (55件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (55件)

  • [文献書誌] Wei Zhao: "Weak boundary anchoring twisted nematic effect and homeotropic to twisted-planar transition"Physical Review E. Vol.65,No.3. 031709-1-031709-11 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Mitsumasa Iwamoto: "Tilting phase transition of amphiphile monolayers at the air-water interface : Physically reasoning phase portion in a phase diagram"Journal of Chemical Physics. Vol.117,No.16. 7705-7711 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Mitsumasa Iwamoto: "Generation of Maxwell-displacement current due to tilting phase transition of amphiphile monolayers on water surface"Chemical Physics Letters. Vol.359,No.1-2. 169-175 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Takaaki Manaka: "Determination of dipole moment of azobenzene dendrimer by Maxwell-displacement-current measurement for Langmuir Monolayer"Chemical Physics Letters. Vol.355,No.1-2. 164-168 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Alex V.Zakharov: "Monolayers at the air-water interface : Maxwell displacement current and optical second-harmonic"Physical Review E. Vol.66,No.6. 061605-1-061605-7 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 岩本 光正: "変位電流・光第2次高調波発生による有機単分子膜の評価"応用物理. Vol.71,No12. 1502-1507 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Mitsumasa Iwamoto: "Analysis of Maxwell displacement current generated from chiral phospholipid monolayers"Colloids and Surfaces A. 198-200. 287-292 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Tetsuya Yamamoto: "Electrostatic Charge Effect on the Orientational Distribution of Molecules on the Water Surface"Chemical Physics Letters. Vol.368,No.3-4. 370-376 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Mitsumasa Iwamoto: "Detection of tilting phase transition in monolayers at air-water interface by Maxwell-displacement current and optical-second harmonic generation measurements"KIEE(The Korean Institute of Electrical Engineers) International Transactions on EA. 12C-2. 64-69 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Mitsumasa Iwamoto: "Compression-shear-induced tilt azimuth orientation of amphiphile monolayers at air-water interface : a C∞→C2V transition occurs in flow of 2D hexatic structure"Physical Review E. (掲載予定). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Atsushi Tojima: "Detection of Phase Transition of Monolayers at Air-Water Interface by Compression using Maxwell Displacement Current and Optical Second Harmonic Generation"Journal of Chemical Physics. (掲載予定). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Mitsumasa Iwamoto: "Encyclopedia of Surface and Colloid Science"(2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Atsushi Tojima: "Nanotechnology and Nano-Interface Controlled Electronic Devices"Northholland(掲載予定). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Atsushi Tojima: "Orientational order study of monolayers at the air/water interface by Maxwell-displacement current and optical second harmonic generation"J.Chem.Phys.. 115. 9010-9017 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Wei Zhao: "Harmonic expression of surface anchoring energy and homeotropic to twisted planar effect"Thin Solid Films. 393. 73-79 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Wei Zhao: "Analysis of Voltage-Controlled-Twist Effect using a Generalized Two-Constant Anchoring Energy"Mol.Cryst.Liq.Cryst.. 367. 231-237 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 渡嶋淳: "水面上単分子膜の変位電流と光第2次高調波の測定"電気学会論文誌A. 120-A. 1076-1080 (2000)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Daisuke Shimura: "Photo-isomerization of Azobenzene Dendrimer Monolayer Investigated by Maxwell Displacement Current Technique"Jpn.J.Appl.Phys.. 40. 7085-7090 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Yoshiko Miura: "Multilayer formation of oriented helical peptides glued by hydrogen bonding"Thin Solid Films. 393. 59-65 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Atsushi Tojima: "Determination of Orientational Order Parameters of 4-Alkyl-4'-Cyanobiphenyl Monolayers at the Air-Water Interface by Maxwell-Displacement-Current and Second Harmonic Generation Measurement"Mol.Cryst.Liq.Cryst.. 367. 53-60 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Mitsumasa Iwamoto: "Electrical Properties of Organic Monolayer Films"Supramolecular Photosensitive and Electractive Materials (edited by H.S.Nalwa). 859-906 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Mitsumasa Iwamoto: "Nanometric Electrostatic Phenomena at Molecular Interfaces"Conjugated Polymer and Molecular Interfaces (ed. By W.R.Salaneck, K.Seki, A.Kahn, J.J.Pireaux). 251-264 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Mitsumasa Iwamoto: "Electrostatic phenomena in polyimide Langmuir-Blodgett films : Space charge distribution and electronic density of states at the film/metal interface"Polyimides and Other High Temperature Polymers (ed. By K.L.Mittal). 1-12 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Takaaki Manaka: "Enhancement of second-harmonic generation for phthalocyanine Langmuir-Blodgett films on metal electrodes"Thin Solid Films. 393. 119-123 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] M.Iwamoto,K.Kato,A.Matsumura,and Y.Majima,: "Orientational Transition of P-penty-p'-cyano-biphenyls Triggered by Conformational Change of Surface Azobenzene Monolayar"Jpn.J.Appl.Phys.. 38. 5984-5990 (1999)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] W.Zhao,C.X.Wu.and M.Iwamoto: "Rate-equation Theory of Azobenzene Monolayer Photoisomerization"Chem.Phys.Lett.. 312. 572-577 (1999)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] W.Zhao,C.X.Wu,M.Iwamoto and Z.C.Ou-Yang: "Modeling Analysis of Molecular Chiral Effect Detected by Maxwell-Displacement-Current Measurements"J.Chem.Phys.. 110. 12131-12140 (1999)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] M.Iwamoto,C.X.Wu,and Z.C.Ou-Yang: "Tilting Phase Transition of Langmuir Monolayers : a Competition Between Steric Repulsion and Interaction of Dipolar Molecules with Liquid Surface"Chem.Phys.Lett.. 312. 7-13 (1999)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 岩本光正,真島豊,呉晨旭: "単分子膜の変位電流と分子シンクロ現象を利用した有機素子"光学. 28巻6号. 319-324 (1999)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] C.X.Wu,W.Zhao,M.Iwamoto,and Z.C.Ou-Yang: "Linear and Nonlinear Dielectric Constant Tensor for Monolayers Films in Terms of Orientational Order Parameters"J.Chem.Phys.. 112. 10548-10555 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] M.Iwamoto,C.X.Wu and Z.C.Ou-Yang: "Second Order Susceptibility Tensor of a Monolayer at the Liquid-Air Interface : SHG Spectroscopy by Compression"Chem.Phys.Lett.. 325. 545-551 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Wei Zhao,Chen-Xu Wu and Mitsumasa Iwamoto: "Analysis of Conformational Transition Effect on Maxwell Displacement Current : A Kinkable Rod Model"J.Appl.Phys.. 39. 162-165 (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] M.Iwamoto: "Nanometric electrostatic interfacial phenomena in organic semiconducting thin films"J.Mater.Chem.. 10(invited). 99-106 (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] M.Iwamoto and C.X.Wu: "Discrimination of Chiral and racemic phospholipid monolayers by Maxwell-displacement-current mesurement technique"Mol.Liquid.Cryst.Liquid. 349. 141-146 (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] W.Zhao,C.X.Wu,and M.Iwamoto: "Analysis of compression-induced chiral phase separation in Langmuir monolayers"Phys.Rev.. E61. 6669-6673 (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Chen-Xu Wu,Wei Zhao,M.Iwamoto,and Z.C.Ou-Yang: "Linear and nonlinear dielectric constant tensor for monolayers films in terms of orientational order parameters"J.Chem.Phys.. 112. 10548-10555 (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] W.Zhao,C.X Wu,and M.Iwamoto: "Analysis of weak-anchoring effect in nematic liquid crystals"Physical Review. E62. R1481-R1484 (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Mitsumasa Iwamoto,Chen-xu-Wu and Wei Zhao: "Nonlinear dependence of Maxwell displacement current across chiral phospholipid mixed monolayes onmolar ratio"J.Chem.Phys.. 113. 2880-2885 (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Mitsumasa Iwamoto,Chen-Xu Wu and Ou-Yang zhong-can: "Second order succesptibility tensor of a monolayer at the liquid-air interface : SHG spectroscopy by compression"Chem.Phys.Lett.. 325. 545-551 (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Mitsumasa Iwamoto: "Organic Monolayer Film Dielectrics for Electronics"IEICE Trans.Electron.. E83-C(invited). 1062-1068 (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] M.Iwamoto: "Generation of Maxwell Displacement Current Across Liquid Crystal Monolayers and Control of liquid Crystal alignment"Anglo-Japanese seminar on Liquid Crystals'99, OC-10, Nara. (invited). 26-28 (1999)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] M.Iwamoto and C.X.wu: "Discrimination of chiral and racemic phospholipid monolayers by Maxwell-displacement-current measurement technique"The 1oth Korea-Japan joint forum (KJF'99), I-3, Organic materials for Electronics & Photonics, Kyongju, Korea. (1999)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] T.Manaka and M.Iwamoto: "Enhanement of second haronic generation for phthalocyanine Langmuir-Blodgett films on metal electrodes,"The 4^<th> international Conference on Nano-Molecular Electronics, Kobe. PS-33 (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] A.Tojima,Y.Matsuo,R.Hiyoshi,T.Manaka,Y.Majima,and M.Iwamoto : "Orienational Order Study of 4-alkyl-4'-cyanobiphenyl Langmuir Films by Maxwell Displacement Current and Optical Second Harmonic Generation Measurements"The 4^<th> international Conference on Nano-Molecular Electronics, Kobe. PS-3 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] W.Zhao and M.Iwamoto: "Harmonic Expression of Nematic Anchoring Energy"The 4^<th> international Conference on Nano-Molecular Electronics, Kobe. SD-1 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] W.Zhao,C.X.Wu and M.Iwamoto: "Generalized Two-constant Anchoring Energy Based on a Second-order Spherical-harmonic Expansion"The 18th International Liquid Crystal Conference, Sendai . 25D-76-p (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] A.Tojima,Y.Matsuo,R.Hiyoshi,C.X.Wu,Y.Majima,and M.Iwamoto: "Determination of Orientational order parameters of 4-cyano-4'-nalkyl monolayers at the air-water interface by Maxwell-Displacement-Current and second harmonic generation measurements"The 18th International Liquid Crystal Conference, Sendai . 27D-77-P (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] M.Iwamoto: "Maxwell displacement current generation across organic monolayer film for the study of dielectric physics and electronics"International Workshop on Fundamental Study and its Application of Intelligent Nano-and Mesoscopic Structured Materials by Field Control, Tohoku University, Sendai, Japan (invited). (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Mitsumasa Iwamoto and Chen-Xu W: "The physical properties of Organic Monolayers"World Scientific, Singapore. 200 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] M. Iwamoto, K. Kato, A. Matsumura, and Y. Majima: "Orientational Transition of P-penty-p'-cyano-biphenyls Triggered by Conformational Change of surface Azobenzene Monolayer"Jpn. J. Appl. Phys.. 38. 572-577 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] W.-Zhao, C.X. Wu and M. Iwamoto: "Rate-equation theory of azobenzene monolayer photoisomerization"Chem. Phys. Lett.. 312. 572-577 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] W.-Zhao, C.X. Wu, M. Iwamoto and Z.C. Ou-Yang: "Modeling analysis of molecular chiral effect detected by Maxwell-displacement-current measurements"J. Chem. Phys.. 110. 12131-12140 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Y. Sato, C.X. Wu, Y. Majima, and M. Iwamoto: "Analysis of the Dielectric Relaxation Property of Phospholipid Monolayers by Maxwell Displacement Current Measurement"J. Colloid and Interface Science. 218. 118-121 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] M. Iwamoto, C.X. Wu, and Z.C. Ou-Yang: "Tilting phase transition of Langmuir monolayers : a competition between steric repulsion and interaction of dipolar molecules with liquid surface"Chem. Phys. Lett.. 312. 7-13 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 岩本光正、真島豊、呉晨旭: "単分子膜の変位電流と分子シンクロ現象を利用した有機素子"光学. 28巻6号. 319-324 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2018-03-28  

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