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ハイパーブランチ型Ge-Ge鎖からなるゲルマニウムポリマーの超高屈折率特性制御

研究課題

研究課題/領域番号 21656157
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 無機材料・物性
研究機関東北大学

研究代表者

渡辺 明  東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (40182901)

研究期間 (年度) 2009 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
2010年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2009年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
キーワード無機高分子 / 高屈折率材料
研究概要

本研究では、屈折率が2を超える超高屈折率ポリマーの創製を目指し,主鎖がGe-Ge結合のみからなるハイパーブランチ(分岐)型ゲルマニウムポリマーにおいて,その主鎖構造や側鎖の有機置換基構造の分子設計・合成を行い,そのポリマー構造と屈折率との関係を明らかにする。さらに,そのポリマーの塗布薄膜を前駆体として,レーザー光照射や加熱処理による化学構造変化を用い,無機ゲルマニウム系薄膜への変換により,さらなる高屈折率化を行うことを目的とした研究を行った。ハイパーブランチ(分岐)型ゲルマニウムポリマーの合成は、四塩化ゲルマニウムを出発原料としてMgを用いたGrignard反応と有機臭化物を用いたキャッピング反応によって行った。これによって、種々のアルキルおよびアリール基を有するハイパーブランチ型のGe-Ge骨格を有する有機ゲルマニウムナノクラスター(OrGe)を合成した。
OrGeのスピンコート薄膜は、加熱によって300℃付近から有機側鎖の脱離を伴う無機ゲルマニウム化し、さらに500℃での加熱によって結晶性ゲルマニウムへと変換されることが、顕微ラマンスペクトルやXPSスペクトルによって明らかにされた。これによって、屈折率が2.5を超える高屈折率薄膜を形成することができた。また、高屈折率のGe微細パターンを、レーザー直接描画法によって形成することが可能であった。
さらに、干渉露光法やナノインプリント法によって、高屈折率微小構造体を形成し、波長フィルターとしての機能を得ることができた。

報告書

(2件)
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2011 2010 2009

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (24件) 図書 (3件)

  • [雑誌論文] Fabrication of Micropatterns by Laser Direct Writing Using Nanomaterials2010

    • 著者名/発表者名
      Akira Watanabe
    • 雑誌名

      J.Pbotopolym.Sci.Tecbnol.

      巻: 23(3) ページ: 379-380

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 主鎖がSi-Si結合やGe・Ge結合からなるネットワークポリマーの合成と機能2010

    • 著者名/発表者名
      渡辺明
    • 雑誌名

      ネットワークポリマー

      巻: Vol.31(1) ページ: 24-35

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 主鎖がSi-Si結合やGe-Ge結合からなるネットワークポリマーの合成と機能2010

    • 著者名/発表者名
      渡辺明
    • 雑誌名

      ネットワークポリマー Vol.31(1)

      ページ: 24-35

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Control of Refractive Index of Organic-Inorganic Hybrid Type Germanium Polymer Film2009

    • 著者名/発表者名
      渡辺明
    • 雑誌名

      Journal of Photopolymer Science and Technology 22(3)

      ページ: 307-308

    • NAID

      130004464730

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Organosoluble Silicon and Germanium Nanoclusters2009

    • 著者名/発表者名
      渡辺明
    • 雑誌名

      Materials Research Society Symposia Proceedings 1113E

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] かご型シルセスキオキサン系高分子材料2009

    • 著者名/発表者名
      渡辺明
    • 雑誌名

      ケイ素化学協会誌 26

      ページ: 21-26

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] レーザー直接描画法を用いたウェットプロセスによる機能膜微細パターン形成2011

    • 著者名/発表者名
      渡辺明
    • 学会等名
      Mate 2011
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2011-02-03
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Formation of Si and Ge films and micropatterns by wet process using laser directwriting method2011

    • 著者名/発表者名
      Akira Watanabe
    • 学会等名
      SPIE, 2011 Photonics West
    • 発表場所
      米風, サンフランシスコ
    • 年月日
      2011-01-26
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] レーザー直接描画技術を用いた液相法による機能膜形成2010

    • 著者名/発表者名
      渡辺明
    • 学会等名
      多元技術融合光プロセス研究会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2010-11-26
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 有機ゲルマニウムポリマーによる高屈折率微細構造体の形成2010

    • 著者名/発表者名
      藤井亮介
    • 学会等名
      第29回無機高分子研究討輪会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2010-11-11
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] ゲルマニウムナノクラスター超薄膜の作製と光学特性の検討2010

    • 著者名/発表者名
      小川貴裕
    • 学会等名
      平誠22年度化学糸学協会東北大会
    • 発表場所
      盛岡
    • 年月日
      2010-09-25
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 有機ゲルマニウムポリマーを用いた高屈折率微細パターンの作製2010

    • 著者名/発表者名
      藤井亮介
    • 学会等名
      第59回高分子討輪会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2010-09-15
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 機ゲルマニウムポリマーを用いた屈折率制御と微細パターンの作製2010

    • 著者名/発表者名
      藤井亮介
    • 学会等名
      第55回高分子夏季大学
    • 発表場所
      秋保
    • 年月日
      2010-07-14
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Germanium Nanocluster Ultrathin Films-Surface Morphology and Optical Property2010

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Ogawa
    • 学会等名
      JSPS-ACP 3rd Joint Seminar
    • 発表場所
      Korea, Busan
    • 年月日
      2010-06-24
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Optical Properties and Surface Morphology of Germanium Nanocluster Ultrathin Films2010

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Ogawa
    • 学会等名
      KJF2010
    • 発表場所
      Japan, Kitakyushu
    • 年月日
      2010-06-24
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Refractive Index Modulated Structures Fabricated from Organogermanium Polymer2010

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Fujii
    • 学会等名
      JSPS-ACP第2回日癌韓台同セミナー
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2010-06-24
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Formation of Polycrystalline Ge Micropattern by Laser Direct Writing Method Using Germanium Ink Consisting of Organogermanium Nanocluster2010

    • 著者名/発表者名
      A.Watanabe
    • 学会等名
      LPM 2010
    • 発表場所
      ドイツ, Stuttgart
    • 年月日
      2010-06-07
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 気液界面上でのゲルマニウムナノクラスターの形態観察2010

    • 著者名/発表者名
      小川貴裕
    • 学会等名
      第59回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2010-05-26
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 有機ゲルマニウムポリマーを用いた屈折率変調型微細パターンの作製2010

    • 著者名/発表者名
      藤井亮介
    • 学会等名
      第59回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2010-05-26
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 金属およびゲルマニウムナノインクを用いた微細パターンのレーザー直接描画2010

    • 著者名/発表者名
      渡辺明
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会 第30回年次大会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2010-02-03
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 主鎖骨格がSi-Si結合やGe-Ge結合からなるポリマーの合成と光電子物性2009

    • 著者名/発表者名
      渡辺明
    • 学会等名
      第28回無機高分子研究討論会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2009-11-05
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 有機無機ハイブリッド型ゲルマニウムポリマーによる屈折率変調パターンの作製-2009

    • 著者名/発表者名
      藤井亮介
    • 学会等名
      第28回無機高分子討論会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2009-11-05
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 主鎖骨格がSi-Si結合やGe-Ge結合からなるネットワークポリマー2009

    • 著者名/発表者名
      渡辺明
    • 学会等名
      第59回ネットワークポリマー講演討論会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2009-10-15
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Refractive Index Control of Organic-Inorganic Hybrid Film Consisting of Ge-Ge Chain2009

    • 著者名/発表者名
      渡辺明
    • 学会等名
      2009 International Conference on Solid State Devices and Materials, SSDM 2009
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2009-10-08
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 気液界面に形成されたゲルマニウムクラスター薄膜の構造解析2009

    • 著者名/発表者名
      小川貴裕
    • 学会等名
      平成21年度化学系学協会東北大会
    • 発表場所
      郡山
    • 年月日
      2009-09-19
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 金属および半導体インクを用いたレーザー直接描画法による微細パターン形成2009

    • 著者名/発表者名
      渡辺明
    • 学会等名
      第58回高分子討論会
    • 発表場所
      熊本
    • 年月日
      2009-09-16
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 有機無機ハイブリッド型ゲルマニウムポリマー-ゲルマニウムを用いた高屈折率材料-2009

    • 著者名/発表者名
      藤井亮介
    • 学会等名
      第58回高分子討論会
    • 発表場所
      熊本
    • 年月日
      2009-09-16
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Optical Properties of Organogermanium Polymer2009

    • 著者名/発表者名
      藤井亮介
    • 学会等名
      KJF2009
    • 発表場所
      Korea, Jeju
    • 年月日
      2009-08-23
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 有機無機ハイブリッド型ゲルマニウムポリマーの屈折率制御2009

    • 著者名/発表者名
      渡辺明
    • 学会等名
      フォトポリマーコンファレンス
    • 発表場所
      千葉
    • 年月日
      2009-07-03
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 有機無機ハイブリッド型ゲルマニウムポリマーの屈折率制御2009

    • 著者名/発表者名
      藤井亮介
    • 学会等名
      第58回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2009-05-27
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [図書] 有機ケイ素化学の応用展開2010

    • 著者名/発表者名
      渡辺明
    • 出版者
      シーエムシー
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [図書] ヘテロ元素の特性を生かした新機能材料2010

    • 著者名/発表者名
      渡辺明
    • 出版者
      シーエムシー
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [図書] 有機-無機ナノハイブリッド材料の新展開2009

    • 著者名/発表者名
      渡辺明
    • 総ページ数
      15
    • 出版者
      シーエムシー
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2016-04-21  

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