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光反応を用いた透明かつ高屈折率変化フォトニクス用材料の開発と評価

研究課題

研究課題/領域番号 12555264
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 高分子構造物性(含繊維)
研究機関東京農工大学 (2001)
東京大学 (2000)

研究代表者

堀江 一之  東京農工大学, 工学部, 教授 (10013690)

研究分担者 西川 昭  JSR株式会社, 筑波研究所, テーマリーダー(研究職)
古川 英光  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助手 (50282827)
宮下 美晴  東京農工大学, 工学部, 助手 (00293259)
高橋 賢  東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (60313003)
町田 真二郎  東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (20262032)
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
10,900千円 (直接経費: 10,900千円)
2001年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2000年度: 8,800千円 (直接経費: 8,800千円)
キーワード光学材料 / 光反応 / 屈折率制御 / フォトニクス / ポリマー / メソイオン化合物 / フェニルアジド / 円偏光 / ポリイミド / 光近接場走査顕微鏡 / ナノ屈折率パターン / PMMA
研究概要

本研究は、前年度に引き続き、光脱離反応を用いた高屈折率変化を示す材料の実現、NSOMによるナノ屈折率パターンの形成と観察、円偏光によるクロム錯体の光不斉反転反応を用いた液晶系の屈折率異方性制御で、次のような成果をあげ、本課題の目標を達成することができた。
1.光異性化および光脱離反応を用いた屈折率制御アニシル基、ベンゾフリル基、チオフェニル基、トリフルオロメチル基などを置換基として持つノルボルナジン化合物(NBD1〜NBD4)およびそれをポリマー中に化学結合で導入したもの(PolyTBFNBD)を用いて、それらのPMMAドープフィルムおよびPolyTBFNBDフイルムの光照射前後の屈折率変化を測定した。PolyTBFNBDフィルムでは、光照射前後の屈折率変化はΔn=-0.066に達し、この値は透明領域での屈折率変化としては、現在のところチャンピオンデータである。また、フェニルアジドの光分解により生成するアニリン誘導体が屈折率増加に寄与することを利用して、フェニルアジドを10〜30%含むPMMAフィルムの光反応誘起屈折率制御を行った。
2.NSOMによるナノ屈折率パターンの形成と観察 前年度は、近接場光走査顕微鏡(NSOM)を用いて、He-Cdレーザーの325nm光で光反応により微小領域で屈折率変化の形成と観察に世界で初めて成功したが、今年度は、パターン形成の光強度を大きくするとき表面モルフォロジーが変化し始める様子を明らかにし、polyTBFNBDフィルムについても、光反応により表面凹凸なし吸収なしの状態でサブミクロンスケールの屈折率パターンが形成できることを明らかにした。
3.円偏光照射による液晶系の光制御 左右の円偏光に対するモル吸光係数の差の大きいクロム錯体を用い、クロム錯体を室温でネマチック状態を示す液晶中に溶けるようにする配位子を工夫して合成し、そのようにして得られたCr(Bnacac)_3ラセミ体/ベンジリデンアニリン型ネマチック液晶系で、633nmのHeNeレーザーからの円偏光照射による可逆的なネマチック-コレステリック相変化を実現した。

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

    (27件)

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  • [文献書誌] Y.Kashiyama, J.He, S.Machida, K.Horie: "Large Photoinduced Refractive Index Change in a Polyimide Film by Charge-Transfer Complex Formation with a Polymer-Bound Phenylazide Fragment"Macromol. Rapid Commun.. 22・3. 185-188 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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  • [文献書誌] S.Takahashi, H.Muta, S.Machida, K.Horie: "Modification of Surface Morphology and Refractive Index of a Polymer Film Using Nearfield Scanning Optical Microscopy"Trans. Mater. Res. Soc. Jpn.. 26・3. 953-956 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Kato, H.Muta, S.Takahashi, K.Horie, T.Nagai: "Large Photoinduced Refractive Index Change of Polymer Films Containing and Bearing Norbornadiene Groups and its Application of Submicron-scale Refractive-index Patterning"Polym. J.. 33・11. 868-873 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Anzai, S.Machida, K.Horie: "Chirooptical Control of Liquid Crystalline Textures Containing Chromium Complex by Irradiation of Circular Polarized Light"Chem. Lett.. 2001・9. 888-889 (2001)

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  • [文献書誌] M.Hasegawa, K.Horie: "Photophysics, Photochemistry, and Optical Properties of Polyimides"Progr. Polym. Sci.. 26. 259-335 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Itagaki, K.Horie: "Photophysics and Optical Properties of Polymers"Rep. Progr. Polym. Phys. Jpn.. 43. 401-431 (2001)

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  • [文献書誌] 堀江一之: "最新ポリイミド-基礎と応用"(株)エヌ・ティー・エス. 601 (2002)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Kashiyama, J. He, S. Machida, K. Horie: "Large Photoinduced Refractive Index Change in a Polyimide Film by Charge-Transfer Complex Formation with a Polymer-Bound Phenylazide Fragment"Macromol. Rapid Commun. 22(3). 185-188 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Takahashi, H. Muta, S. Machida, K. Horie: "Modification of Surface Morphology and Refractive Index of a Polymer Film Using Near-field Scanning Optical Microscopy"Trans. Mater. Res. Soc. Jpn.. 26(3). 953-956 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Kato, H. Muta, S. Takahashi, K. Horie, T. Nagai: "Large Photoinduced Refractive Index Change of Polymer Films Containing and Bearing Norbornadiene Groups and its Application of Submicron-scale Refractive-index Patterning"Polym. J.. 33(11). 868-873 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N. Anzai, S. Machida, K. Horie: "Chirooptical Control of Liquid Crystalline Textures Containing Chromium Complex by Irradiation of Circular Polarized Light"Chem. Lett.. 2001(9). 888-889

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Hasegawa, K. Horie: "Photophysics and Optical Properties of Polymers"progr. Polym. Sci.. 26. 259-335 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 43. 401-431 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Horie: "Newest Polyimides - Fundamentals and Applications"NTS Corp.. 1-601 (2002)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Kashiyama, J.He, S.Machida, K.Horie: "Large Photoinduced Refractive Index Change in a Polyimide Film by Charge-Transfer Complex Formation with a Polymer-Bound Phenylazide Fragment"Macromol. Rapid Commun.. 22.3. 185-188 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] S.Takahashi, H.Muta, S.Machida, K.Horie: "Modification of Surface Morphology and Refractive Index of a Polymer Film Using Near-field Scanning Optical Microscopy"Trans. Mater. Res. Soc. Jpn.. 26.3. 953-956 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Kato, H.Muta, S.Takahashi, K.Horie, T.Nagai: "Large Photoinduced Refractive Index Change of Polymer Films Containing and Bearing Norbornadiene Groups and its Application of Submicron-scale Refractive-index Patterning"Polym. J.. 33.11. 868-873 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] N.Anzai, S.Machida, K.Horie: "Chirooptical Control of Liquid Crystalline Textures Containing Chromium Complex by Irradiation of Circular Polarized Light"Chem. Lett.. 2001.9. 888-889 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] M.Hasegawa, K.Horie: "Photophysics, Photochemistry, and OpticalProperties of Polyimides"Progr. Polym. Sci.. 26. 259-335 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] H.Itagaki, K.Horie: "Photophysics and Optical Properties of Polymers"Rep. Progr. Polym. Phys. Jpn.. 43. 401-431 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 堀江 一之: "最新ポリイミド-基礎と応用"(株)エヌ・テイー・エス. 601 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] S.Morino,H.Takahashi,K.Horie: "Photoinduced Orientation Dynamics of a Cyanobiphenyl Liquid Crystal containing Quinizarin"Jap.J.Appl.Phys.. 39. 3530-3535 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] S.Takahashi,S.Machida,K.Horie: "Photoacid Generation in Polymer Solids Induced and Observed with Near-Field Scanning Optical Microscopy"J.Photopolymer Sci.Tech.. 13・2. 231-234 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] S.Takahashi,K.Samata,H.Muta,S.Machida,K.Horie: "Refractive Index Patterning Using a Near-field Scanning Optical Microscopy"Appl.Phys.Lett.. 78・1. 31-15 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Kashiyama,J.He,S.Machida,K.Horie: "Large Photoinduced Refractive Index Change in a Polyimide Film by Charge-transfer Complex Formation with a Polymer-bound Phenylazide Fragment"Macromol.Rapid Commun.. (in press).

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 堀江一之: "液晶便覧"丸善. 645 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 福見俊夫,堀江一之,久保寺憲一 編: "新編光学材料ハンドブック"リアライズ社. 715 (2000)

    • 関連する報告書
      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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