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有機・無機ハイブリッドフォトニック結晶の作製、評価及び機能応用に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 11792010
研究種目

地域連携推進研究費

配分区分補助金
研究分野 電子デバイス・機器工学
研究機関大阪大学

研究代表者

吉野 勝美  大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (70029205)

研究分担者 小川 倉一  大阪府立産業技術総合研究所, 材料技術部, 部長(研究職)
大森 裕  先端科学技術共同研究センター, 教授 (50223970)
尾崎 雅則  大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (50204186)
藤井 彰彦  大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (80304020)
櫻井 芳昭  大阪府立産業技術総合研究所, 材料技術部, 研究員
研究期間 (年度) 1999 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
10,600千円 (直接経費: 10,600千円)
2001年度: 10,600千円 (直接経費: 10,600千円)
キーワードフォトニック結晶 / 人工オパール / インバース・オパール / フォトニックバンドギャップ / ストップバンド / 導電性高分子 / 液晶 / ナノ周期構造 / オパール
研究概要

本研究では、可視域あるいは近赤外域で三次元フォトニックバンドギャップを形成するような材料を設計していく上で基礎となる理論を展開するとともに、ハイブリッドフォトニック結晶を実現するのに適した要素材料の創製、新しいフォトニック結晶創製方法を確立し、さらに、これら新しいハイブリッドフォトニック結晶に特徴的な電子的、光学的性質を明らかにし、それらを用いた新しい応用の可能性を探求することを目的として研究を行い、以下のような成果を得た。
(1)人工オパールに導電性高分子を浸透させ、温度変化や電気化学的ドーピングによりそのストップバンドを制御することに成功した。さらに、導電性高分子反転オパールの作製に成功し、その周期構造を確認するとともに、ストップバンドを温度変化や電気化学的ドーピングにより制御することに成功した。(2)オパールに液晶を浸透させることによりストップバンドのシフトを観測するとともに、ストップバンドの温度、電界による可逆的な制御を実現した。さらに、その過渡応答が数十マイクロ秒程度の高速応答を示すことを見出した。(3)液晶を浸透させた高分子反転オパールにおいても電界によるストップバンドのシフトを確認し、また、明確な閾値と閾値以上の電界に対するメモリー効果を見出した。(4)光重合性高分子から作製した高分子反転オパールが種々の溶媒を浸透させることによりゲル化し、ストップバンドのシフトが溶媒の屈折率の効果に比べて大きく、また、溶媒の種類に強く依存することを見出した。(5)短ピッチ強誘電性液晶に色素を添加し光励起することにより、ストップバンド端におけるレーザー発振を確認した。(6)オパール及び反転オパールにおけるフォトニックバンド計算を行い、液晶浸透によるフォトニックバンドギャップの制御、二重周期構造オパールにおけるバンド構造、二重シェル構造におけるバンド構造などを明らかにした。

報告書

(4件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (46件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (46件)

  • [文献書誌] S.Sato: "Tunable Optical Stop Band Utilizing Thermochromism of Synthetic Opal Infiltrated with Conducting Polymer"Jpn.J.Appl.Phys.. 38. L1475-L1477 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Yoshino: "Electrical, Optical, Electro-Optical and Electro-Mechanical Properties of Liquid Crystals in Freely Suspended Films and in Periodic Three-Dimensional Array of Nano-Scale Voids in Synthetic Opals"Mol.Cryst.Liq.Cryst.. 347. 95-109 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Kajii: "Optical and Electrical Properties of Opal Carbon Replica and Effect of Pyrolysis"J.Appl.Phys.. 88. 758-763 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Kajii: "Electronic Properties of Porous Graphite with Periodic Nanostructure"J.Soc.Electrical Materials Eng.. 9. 22-27 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Yoshino: "Tunable Optical Properties of Conducting Polymers Infiltrated in Synthetic Opal as Photonic Crystal"Synthetic Metals. 121. 1459-1462 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Satoh: "Temperature and Voltage Dependent Optical Properties of Conducting Polymer in Synthetic Opal as Photonic Crystal"Synthetic Metals. 121. 1503-1504 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Kajii: "Novel Properties of Periodic Porous Nanostructured Carbon Materials"Synthetic Metals. 121. 1315-1316 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Yoshino: "Novel Electrical and Optical Properties of Liquid Crystals Infiltrated in Opal as Photonic Crystal"Mol.Cryst.Liq.Cryst.. 364. 509-509 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] G.K.Johri: "Theoretical Study of Temperature Tuning and Anisotropy of Liquid Crystal Infiltrated Synthetic Opal and Photonic Crystal"Jpn.J.Appl.Phys.. 40. 4565-4569 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 吉野勝美: "生物起源のナノ構造とナノテクノロジー"電気材料技術雑誌. 10. 4-21 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Shimoda: "Temperature Tuning of Optical Stop Band of Liquid-Crystal Infiltrated Synthetic Opal"Molecular Crystals and Liquid Crystals. 368. 351-358 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Shimoda: "Electric field tuning of stop band in reflection spectrum of synthetic opal infiltrated with nematic liquid crystal"Applied Physics Letters. 79. 3627-3629 (2001)

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  • [文献書誌] S.B.Lee: "Structure and Dynamics of Suspensions of Silica Particles in Liquid Crystals under a Low Frequency AC Applied Voltage"IEEE Trans.on Dielect.Electr.Insu.. 9. 31-38 (2002)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Ozaki: "Mirrorless Lasing in a Dye-doped Ferroelectric Liquid Crystal"Advanced Materials. 14. 306-309 (2002)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Ozaki: "Electric Field Tuning of Stop Band in Liquid-Crystal-Infiltrated Polymer Inverse Opal"Advanced Materials. 14(印刷中). (2002)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Sato: "Tunable Optical Stop Band Utilizing Thermochromism of Synthetic Opal Infiltrated with Conducting Polymer"Jpn. J. Appl. Phys.. 38. L1475-L1477 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Yoshino: "Electrical, Optical, Electro-Optical and Electro-Mechanical Properties of Liquid Crystals in Freely Suspended Films and in Periodic Three-Dimensional Array of Nano-Scale Voids in Synthetic Opals"Mol. Cryst. Liq. Cryst.. 347. 95-109 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Kajii: "Optical and Electrical Properties of Opal Carbon Replica and Effect of Pyrolysis"J. Appl. Phys.. 88. 758-763 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Ozaki: "Photoinduced Surface Relief Grating on Composite Film of Conducting Polymer and Polyacrylate Containing Azo-Substituent"Jpn. J. Appl. Phys.. 39. L614-L616 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Satoh: "Property of Opal as Photonic Crystal Electrochemically Infiltrated with Polythiophene and Polypyrrole"J. Soc. Electrical Materials Eng.. 9. 283-287 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Kajii: "Electronic Properties of Porous Graphite with Periodic Nanostructure"J. Soc. Electrical Materials Eng.. 9. 22-27 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Yoshino: "Tunable Optical Properties of Conducting Polymers Infiltrated in Synthetic Opal as Photonic Crystal"Synthetic Metals. 121. 1459-1462 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Satoh: "Temperature and Voltage Dependent Optical Properties of Conducting Polymer in Synthetic Opal as Photonic Crystal"Synthetic Metals. 121. 1503-1504 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Kajii: "Novel Properties of Periodic Porous Nanostructured Carbon Materials"Synthetic Metals. 121. 1315-1316 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Yoshino: "Novel Electrical and Optical Properties of Liquid Crystals Infiltrated in Opal as Photonic Crystal"Mol. Cryst. Liq. Cryst.. 364. 501-509 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Shimoda: "Temperature Tuning of Optical Stop Band of Liquid-Crystal Infiltrated Synthetic Opal"Mol. Cryst. Liq. Cryst.. 368. 351-358 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Shimoda: "Electric Field Tuning of Stop Band in Reflection Spectrum of Synthetic Opal Infiltrated with Nematic Liquid Crystal"Appl. Phys. Lett.. 79. 3627-3629 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Yoshino: "Nanostructure in Nature and Nanotechnology - Beauty in Nature"J. Soc. Electrical Materials Eng.. 10. 4-21 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] G.K.Johri: "Theoretical Study of Temperature Tuning and Anisotropy of Liquid Crystal Infiltrated Synthetic Opal and Photonic Crystal"Jpn. J. Appl. Phys.. 40. 4565-4569 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.B.Lee: "Structure and Dynamics of Suspensions of Silica Particles in Liquid Crystals under a Low Frequency AC Applied Voltage"IEEE Trans. On Diele. Electr. Insu.. 9. 31-38 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Ozaki: "Mirrorless Lasing in a Dye-doped Ferroelectric Liquid Crystal"Advanced Materials. 14. 306-309 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Ozaki: "Electric Field Tuning of Stop Band in Liquid-Crystal-Infiltrated Polymer Inverse Opal"Advanced Materials. 14 in press. (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Takeda: "Pore Symmetry Dependence of Band Gap of Nanoscale Periodic Porous Graphites with Different Pore Shapes"Jpn. J. Appl. Phys.. 41 in press. (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Nagata: "Novel optical properties of conducting polymer-photochromic polymer systems"Synthetic Metals. 119. 607-608 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] S.Satoh: "Temperature and voltage dependent optical properties of conducting polymer in synthetic opal as photonic crystal"Synthetic Metals. 121. 1503-1504 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Shimoda: "Temperature Tuning of Optical Stop Band of Liquid-Crystal Infiltrated Synthetic Opal"Molecular Crystals and Liquid Crystals. 368. 351-358 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] S.Shimoda: "Electric field tuning of stop band in reflection spectrum of synthetic opal infiltrated with nematic liquid crystal"Applied Physics Letters. 79. 3627-3629 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] M.Ozaki: "Mirrorless Lasing in a Dye-doped Ferroelectric Liquid Crystal"Advanced Materials. 14. 306-309 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] M.Ozaki: "Electric Field Tuning of Stop Band in Liquid-Crystal-Infiltrated Polymer Inverse Opal"Advanced Materials. 14(印刷中). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] K.Yoshino. et al.: "Electrical optical electro-optical and electro-mechanical Properties of Liquid crystal in freely suspanded films"Moleculor Crystal & Liquid Crystals. 347. 95-109 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] K.Yoshino et al.: "Elechical and Optical Properties of Conducting Polymer and Carbons in nanoscale periodic structure and their effects"Moleculor Crystdicls and Liquid Crystals. 341. 485-490 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] S. Sato: "Tunable optical stop bend utilizing thermochromism of Synthetic opal infiltrated with Conductins Polymer"Japanese Journal of Applied Physics. 38. L1475-L1477 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] K. Yoshino: "Electrical, Optical, electroptical and electromechanical properties of liquid crystals in freely suspended films and in periodic three-dimensionlanay of nano-scale voids msynthetic"Molecular Crystals and Liquid Crystals. (印刷中). (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] K. Yoshino: "Novel propertees of nanoscale organic-inorganic systems and photonice crystals-conducting polymers in nanoscale periodic structures microcarity and photonic crystals"Superlattices Microstructure. 25. 325-341 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] K. Yoshino: "Optical properties of ounducting polymers in nano-scale periodic structure, microcarities and photonic crystals"Microelectronic Engineering. 47. 49-53 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] K. Yoshino: "Effects of periodic structure of opal matrix as photonic erytal and galrent on resnant raman scatteriry in conducting polymec, poly (p-phonyene ringane) oleinecture"電子材料技術雑誌. 8. 25-31 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2016-04-21  

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