有機多層超薄膜の作製・評価・物性研究

1990 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 02205116
• 研究機関: 岡崎国立共同研究機構
• 研究代表者: 丸山 有成 岡崎国立共同研究機構, 分子科学研究所・分子集団研究系・分子集団動力学, 教授 (40013479)
• 研究分担者: 稲辺 保 岡崎国立共同研究機構, 分子科学研究所・分子集団研究系・分子集団動力学, 助手 (20168412)
• キーワード: 有機超薄膜 / フタロシアニン / エピタキシャル成長 / 超格子 / 非線形光学効果 / SHG / THG / X^<(3)>(三次応答係数)

研究概要

1.フタロシアニン超薄膜のエピタキシャル成長
各種フタロシアニンのアルカリハライド基板上での超薄膜エピタキシャル成長の条件を検討した。時に一方向配向の均一単結晶性膜の成長条件を探るために、分子平面に垂直な方向に突き出た置換基(原子)をもつ分子として、アルミニウムフタロシアニンクロライド(AlPcCl)、バナジルフタロシアニン(VOPc)、アルミニウムフタロシアニンフルオライドポリマ-((AlPcF)n)をとりあげた。その結果、アルカリハライド結晶(100)表面の超格子(3×3、√<10>×√<10>、√<13>×√<13>)に対してエピタキシャル成長が観測され、かつその超格子定数は14ー15A^^°の範囲内に限られることが示された。又、一方向配向正方格子は、VOPcと(AlPcF)nではKBr上で、又 AlPcClではKI上でエピタキシャル成長することが示されたが、両者の間では超格子定数が約1A^^°異っており、突き出た原子と一方向配向性との間の相関については更に検討を要する。
2.フタロシアニン超薄膜の非線形光学特性
上記のように、OMBE法によって得られたフタロシアニン超薄膜の非線形光学特性、特にSHG、及びTHGと薄膜構造との相関について検討した。石英ガラスとアルカリハライドとでは、基板上の分子配向が全く異っており(前者では分子面〓基板面、後者では分子面//基板面)かつ前者ではエピタキシャル成長していないので面内配向は全く無秩序である。アルカリハライド上では面内一方向又は二方向配向をしていること、及び膜内分子配向の違いを反映して、非線形特性はアルカリハライド上の方が一般的に大きい。又、その入射光角度及び偏光特性も膜構造と相関していることが示された。THG特性を規定している三次非線形応答係数1X^<(3)>1は、(AlPcF)n/KBr,AlPcCl/Quartz,VOPc/KBrで、それぞれ1X10^<ー10>、5×10^<ー10>、4×10^<ー10>esuであった。

研究成果

• [文献書誌] A.J.Dann,H.HOshi,and Y.Maruyama: "The structure and properties of phthalocyanine films grown by the molecular beam epitaxy technique.I.Preparation and characterization" J.Appl.Phys.67. 1371-1379 (1990)
• [文献書誌] H.Hoshi,A・J・Dann,and Y.Maruyama: "The structure and properties of phthalocyanine films grown by the molecularーbeam epitaxy technique.II.Ulbraviolet/visible spectroscopy" J.Appl.Phys.67. 1845-1849 (1990)
• [文献書誌] H.Hoshi,A・J・Dann,and Y.Maruyama: "The structure and properties of phthalocyanine films grown by the molecular beam epitaxy technique.III.Preparation and characterization of lutetium diphthalocyanine films" J.Appl.Phys.67. 6871-6875 (1990)
• [文献書誌] H.Hoshi,Y.Maruyama,H.Masuda,and T.Inabe: "A new type of epitaxial growth in lithium phthalocyanine film on KBr (100) prepared by the molecularーbeam epitaxy" J.Appl.Phys.68. 1396-1398 (1990)
• [文献書誌] H.Hoshi and Y.Maruyama: "Epitaxial growth of chloroaluminum and vanadyl phthalocyanine film on alkali halide single crystals by the molecularーbeam epitaxy technigue" J.Appl.Phys.69. (1991)
• [文献書誌] N.Nakamura,H.Hoshi and Y.Maruyama: "Non linear optical effect (SHG and THG) of phthalocyanine thin films prepared by OMBE technique" J.Appl.Phys.