| 研究課題/領域番号 |
21K18979
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分34:無機・錯体化学、分析化学およびその関連分野
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
長谷川 健 京都大学, 化学研究所, 教授 (30258123)
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| 研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2023年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2022年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2021年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | 薄膜 / フォノン / 非晶 / Berremanモード / MAIRS / 非晶モルフォロジー / MAIRS法 / モルフォロジー / 高分子薄膜 / 構造パラメータ / 高分子 / 物性制御 / 微小モルフォロジー |
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| 研究開始時の研究の概要 |
最先端の分子デバイスの機能発現を“薄膜”が担っている。薄膜の分子集合構造は，分子配向，配向分布，結晶多形などの“構造パラメータ”を通じて表され，それらは膜展開溶媒，蒸着条件，基板表面の性質などの“実験条件”に依存する。分光学および結晶学のいずれにとっても“非晶”の解析は難しく，解析に必要な“構造パラメータ”すら定まっていない状態にある。本研究では，非晶の解析に必要な新たな構造パラメータとして“微小モルフォロジー表面”に狙いを絞って分光学的に定量解析できるようにし，分子設計や実験条件にフィードバックした非晶の物性制御に革新をもたらす。
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| 研究実績の概要 |
非晶の分光学的理解に，フォノンモードと普通の赤外（IR）吸収の識別は非常に重要だが，これまでこの判別は難しく，議論の混乱が後を絶たなかった．今回の研究では，薄膜を系に選んだことで，フォノンがBerremanモードとして取り出せることに着眼し，これをMAIRS法で見抜けることを実証した．この目的のため，二重アルキル鎖を含む部分フッ素化ジミリストイルホスファチジルコリン（DMPC）は、薄膜中のフォノン発生を制御するために使用され、IR分光法と多重入射角分解能分光法（MAIRS）を組み合わせて調べられる。パーフルオロアルキル（Rf）鎖を有する化合物は、強い双極子-双極子相互作用のため、赤外スペクトルにフォノンバンドを示すことが知られている。しかし、有機物のフォノンバンドは通常の吸収バンドと類似した形をしているため、赤外分光学者にとってフォノンモードの認識は困難であり、混乱を招いている。BerremanシフトはMAIRSの面内（IP）および面外（OP）スペクトルによって容易に捉えることができる。バルク試料の縦光学（LO）エネルギー損失関数スペクトルを測定することにより、単分子膜のOPスペクトルとLOスペクトルを比較することで、単分子膜中の分子凝集の程度も明らかになる。さらに、炭化水素鎖とRf鎖の両方を有する部分フッ素化DMPC化合物を調製し、膜中のRf基の自己凝集を阻害するために用いた。その結果、MAIRSスペクトルにおいてフォノン特性は，予想通りほぼ消失することを確かめた。
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