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変位電流および光第2次高調波の同時測定による界面分子膜の誘電特性の評価

研究課題

研究課題/領域番号 12450122
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 電子・電気材料工学
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) 2000 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
11,400千円 (直接経費: 11,400千円)
2001年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
2000年度: 10,100千円 (直接経費: 10,100千円)
キーワード変位電流 / SHG / 誘電特性 / 単分子膜 / 光変位電流 / オーダーパラメータ / 分子膜モデル / 熱刺激電流
研究概要

1 分子膜の線形及ぴ非線形誘電率評価のためのMDC-SHG計測 液晶性分子としてアルキルシアノビフェニル(nCB)とアルコキシシアノビフェニル(nOCB)系の分子に着目し、水面上で形成される単分子膜の圧力刺激に対する変位電流およびSHGを計測した。特にs偏光出射のSHGにおいて、nCBとnOCBで大きな違いを捉えることができた。さらに非線型誘電率評価システムに基本光として1064nmとともに新たに532nmのシステムを導入した。これによりシグナルの増大およびSN比の向上が実現できた。また、有機分子膜としてアゾ系色素分子膜を用い、光刺激によるシスートランス異性化において、量子論的な立場から三状態モデルを用いて異性化反応と変位電流の関係を明らかにすることができた。
2 分子膜の解析手法(配向度解析手法)の研究 1次と3次のオーダーパラメータを同時に測定する方法に対して、フレネル係数(膜の誘電率)を考慮した計算を行い、膜の誘電率を無視した場合との差異を明確にした。構造対称性C_<∞ν>を有する分子膜の非線型感受率テンソルと分子オーダーパラメータS_1,S_3との関係を理論的に結びつけるとともに、対称性の低くなった系(分子が傾いた場合)におけるミクロな感受率とマクロな感受率を結びつける理論式を導出した。
3 分子膜の物性と構造 (単分子膜レベルの構造変化とSHG、MDCの関係) リン脂質分子や液晶分子において観測される単分子膜レベルでの相転移現象を弾性体理論にもとづくエネルギー的考察から理論的検討を行い、膜圧縮に伴う相転移現象が明らかとなった。この相転移に伴って、変位電流およびSHGが大きく変化することを、nOCB系分子について実験的に確認した。

報告書

(3件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (60件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (60件)

  • [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)

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  • [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)

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  • [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)

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  • [文献書誌] Atsushi Tojima: "Orientational order study of 4-alkyl-4-cyanobiphenyl Langmuir films by Maxwell displacement current and optical second harmonic generation measurements"Thin Solid Films. 393. 86-91 (2001)

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  • [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)

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  • [文献書誌] Yutaka Noguchi: "Space charge effect and the step voltages in metal/polyimide/ rhodamine-dendorime r/polyimide/Metal junction"J. Appl. Phys.. 90. 1368-137 (2001)

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  • [文献書誌] M. Iwamoto, C. X. Wu and Z. C. Ou-Yang: "Second order susceptibility tensor of monolayer at the liquid-air interface : SHG spectroscopy by compression"Chem. Phys. Lett.. 325. 545-551 (2000)

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  • [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)

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  • [文献書誌] A. Tojima, Y Matsuo, R. Hiyoshi, T. Manaka, Y.Mjima, M. Iwamoto: "Orientational order study of 4-alkyl-4'-cyanobiphenyl Langmuir films by Maxwell displacement current and optical second harmonic generation measurement"Thin Solid Films. 393. 86-91 (2001)

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  • [文献書誌] A. Tojima, T. Manaka and M. Iwamoto: "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)

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  • [文献書誌] T. Manaka, M. Iwamoto: "Enhancement of second-harmonic generation for phthalocyanine Langmuir-Blodgett films on metal electrodes"Thin Solid Films. 393. 119-123 (2001)

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  • [文献書誌] M. Iwamoto, C. X. Wu and W. Zhao: "Nonlinear dependence of Maxwell displacement current across chiral phospholipid mixed monolayers on molar ratio"J. Chem. Phys.. 113. 2880-2885 (2000)

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  • [文献書誌] M. Iwamoto: "Generation of Maxwell displacement current Across Liquid Crystal Monolayers and Control of Liquid Crystal Alignment"Mol. Cryst. Liq. Cryst.. 347. 65-79 (2000)

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  • [文献書誌] M. Iwamoto and C. X. Wu: "Discrimination of chiral and racemic phospholipid monolayers by Maxwell-displacement-current measurement technique"Mol. Cryst. Liq. Cryst.. 141-146 (2000)

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  • [文献書誌] P. KielczynsKi and M. Iwamoto: "Charge Measurement in the Modified Maxwell displacement current method"J. Colloid and interface Sciences. 224. 429-430 (2000)

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  • [文献書誌] W. Zhao, C. X. Wu and M. Iwamoto: "Analysis of Conformational Transition Effect on Maxwell Displacement Current : A Kinkable Rod Model"Jpn. J. Appl. Phys. 39. 162-165 (2000)

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  • [文献書誌] D. Shimura, T. Manaka, M. Nakamoto, W. Zhao, Y. Majima, M. Iwamoto, S. Yokoyama, T. Kubota, and S. Mashiko: "Photo-isomerization of Azobenzene Dendrimer Monolayer Investigated by Maxwell Displacement Current Technique"Jpn. J. Appl. Phys.. 40. 7085-7090 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Miura, G. C. Xu, S. Kimura, S. Kobayashi, M. Iwamoto, Y. Imanishi, J. Umemura: "Multilayer formation of oriented helical peptides glued by hydrogen bonding"Thin Solid Films. 393. 59-65 (2001)

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  • [文献書誌] M. Iwamoto, C. X. Wu, and W. Zhao: "Analysis of Maxwell displacement current generated from chiral phospholipid monolayers"Colloids and Surfaces. (2001)

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  • [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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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] W. Zhao, C. X. Wu, and M. Iwamoto: "Analysis of weak-anchoring effect in nematic liquid crystals"Phys. Rev.. E62. R1481-R1484 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] W. Zhao, M. Iwamoto: "Harmonic expression of surface anchoring energy and homeotropic to twisted planar effect"Thin Solid Films. 393. 73-79 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] W. Zhao, C. X. Wu, M. Iwamoto: "Analysis of Voltage-Controlled-Twist Effect using a Generalized Two-Constant Anchoring Energy"Mol. Cryst. Liq. Cryst.. 367. 231-237 (2001)

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  • [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-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)

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  • [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)

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      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)

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  • [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)

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      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)

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      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)

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      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)

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      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)

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  • [文献書誌] Cheng Quan Li: "Analysis of Potential Distribution and Current-Voltage Characteristic in Polyimide Langmuir-Blodgett Films"Jpn. J. Appl. Phys.. 40. 4575-4580 (2001)

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  • [文献書誌] Masaki Tsuchida: "Interfacial electrostatic Phenomena in phthalocyanine Langmuir-Blodgett Films under Photoillumination"Jpn. J. Appl. Phys.. 40. 1315-1321 (2001)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Atsushi Tojima: "Orientational order study of 4-alkyl-4'-cyanobiphenyl Langmuir films by Maxwell displacement current and optical second harmonic generation measurements"Thin Solid Films. 393. 86-91 (2001)

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      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)

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  • [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)

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  • [文献書誌] Yutaka Noguchi: "Space charge effect and the step voltages in metal/polyimide/rhodamine-dendorimer/polyimide/Metal junction"J. Appl. Phys.. 90. 1368-1370 (2001)

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  • [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)

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  • [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)

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  • [文献書誌] Wei Zhao,Chem-Xu Wu and Mitsumasa Iwamoto: "Analysis of Conformational Transition Effect on Maxwell Displacement Current : A Kinkable Rod Model"Jpn.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.E. E61. 6669-6673 (2000)

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

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  • [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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  • [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] Yoshiko Miura,Shunsaku Kimura,Shiro Kobayashi,Mitsumasa Iwamoto,Yukio Imanishi and Junzo Umemura: "Negative surface potential produced by self-assembled monolayers of helix peptides oriented vertically to a surface"Chemical Physics Letters. 315. 1-6 (1999)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Cheng-Quan Li,Chen-Xu Wu and Mitsumasa Iwamoto: "Space Charge Distribution and Capacitance-Voltage Characteristics of Metal/Polyimide Langmuir-Blodgett Film/Metal Structure"Jpn.J.Appl.Phys.. 39. 1840-1844 (2000)

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  • [文献書誌] Pitor Kielczynski and Mitsumasa Iwamoto: "Charge Measurement in the Modified Maxwell displacement current method"J.Colloid and interface Sciences. 224. 429-430 (2000)

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  • [文献書誌] Mitsumasa Iwamoto: "Generation of Maxwell Displacement Current Across Liquid Crystal Monolayers and Control of Liquid Crystal Alignment"Mol.Liquid.Cryst.Liquid. 347(invited). 65-79 (2000)

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  • [文献書誌] Wei Zhao,Chen-Xu Wu,and Mitsumasa Iwamoto: "Analysis of weak-anchoring effect in nematic liquid crystals"Physical Review E. 62. R1481-R1484 (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Yutaka Noguchi,Yutaka Majima,Mitsumasa Iwamoto,Tohru Kubota,Shiyoshi Yokoyama,Tatsuo Nakahama,and Shinro Mashiko: "Current-Voltage Characteristics with a step structure of Metal/Polyimide Rohdamine-dendorimer/polyimide/metal junction"IEICE Trans.Electron. E83-C. 1076-1080 (2000)

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  • [文献書誌] Chen-xu Wu and Mitsumasa Iwamoto: "Dielectric behaviors for monolayers-a correspondence between properties and structural symmetry"Fundamental Study and Application of Intelligent Nano and Mesoscopic Structured Materials by Field Control(ed.by S.Chonan,J.Tani,T.Watanabe and Y.Yamazaki : Tohoku University,Sendai,Japan. 42-52 (2000)

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

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

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

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

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

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  • [文献書誌] M.Iwamoto: "International Workshop on Fundamental Study and its Application of Intelligent Nano-and Mesoscopic Structured Materials by Field Control,Tohoku University,Sendai,Japan(invited)"Maxwell displacement current generation across organic monolayer film for the study of dielectric physics and electronics. I-4 (2000)

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  • [文献書誌] Mitsumasa Iwamoto and Chem-Xu W: "The physical properties of Organic Monolayers"World Scientific. 200 (2001)

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      2000 実績報告書

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2016-04-21  

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