電場ゲート型PHBと高分子ー色素複合薄膜系での低温光誘起電荷分離過程

1992 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 03453107
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 堀江 一之 東京大学, 工学部, 教授 (10013690)
• 研究分担者: 山下 俊 東京大学, 先端科学技術研究センター, 助手 (70210416)
• キーワード: 光化学ホールバーニング / PHB / 光ゲート / 電場ゲート / 色素ー半導体複合薄膜 / 光誘起電子移動 / 二波長増感反応 / 極低温分光

研究概要

平成4年度には、平成3年度に引き続いて行った二波長励起光ゲート型PHBの研究および半導体マトリックス中での電場ゲート型PHBの研究を行った。二波長励起光ゲート型PHBについては、亜鉛ポルフィリン誘導体(ZnTTBP)を色素とし、前年度発見したグリシジルアシドポリマーをマトリックスとする系に続いて、今年度は、アシルオシキイミノ基を含むポリマーやポリビニル-p-アジドベンザル中においても、ZnTTBPによる二波長増感型PHBが観測されるようになった。マトリックスポリマー中の光反応基の励起三重項準位が高いものの方が、一光子による増感反応を抑制できて、ゲート比を大きくするのに好ましいようである。
光以外の方法でホール形成にゲートをかけることのできる新しい材料の実現を目指して、電場ゲート型PHBの研究を行った。電場ゲート型PHBを実現するためには、電荷分離の条件としてマトリックスが半導体性を持つ必要があり、透明性などその他いくつかの条件を合わせ持つ半導体として酸化チタンを選択し、ZnTTBPをPHB色素分子として、色素ー半導体複合膜をゾルゲル法によって作成し、そのPHBおよび室温での光イオン化に対する電場効果を調べた。
PHBホールの形成は一波長、二波長照射とともに効率が低く、200Vの電場を印加して色素レーザーを15分照射したときのホール形成効率は2×10^<-7>であった。電場を印加しない場合でも、同じ条件の照射では同程度のホールが得られ、今回の試料では電場ゲート効果は観測されなかった。これは、ZnTTBPから酸化チタンマトリックスへの光誘起電子移動は生じているにもかかわらず、今回ゾルゲル法で作成した酸化チタン(100℃まで加熱)がまだ十分半導体としての物性を備えていないためと思われる。

研究成果

• [文献書誌] S.Machida,K.Horie,T.Yamashita: "Photon-Gated Photochemical Hole Burning by Two-Color Sensitization of a Photoreactive Polymer via Triplet-Triplet Energy Transfer" Appl.Phys.Lett.60. 286-288 (1992)
• [文献書誌] Z.L.Zhang,L.Shi,J.Xie,K.Horie,S.Yao.M,Zhang,B.Zhu: "The Temperature Dependence of Photon-Gated Spectral Hole Burning for the Zn-Tetrabenzoporphin-Crotonic Acid/Phenoxy Resin" Jap.J.Appl.Phys.31. 57-58 (1992)
• [文献書誌] K.Horie,Z.L.Zhang,L.Q.Shi,S.Machida.T,Suzuki.S.Yao,M.Zhang: "Photon-Gated Persistent Spectral Hole-Burning of Zinctetrabenzoporphin with Crotonic Acid in Phenoxy Resin" Polym.J.24. 715-718 (1992)
• [文献書誌] 堀江 一之: "光情報機能材料ーPHB研究の新展開" 繊維学会誌. 47. 364-370 (1991)
• [文献書誌] 堀江 一之,山下 俊: "PHB用機能分子材料" 新素材. 2. 61-65 (1991)
• [文献書誌] K.Horie,A.Furusawa: "Photochemical Hole Burning" Progr.Photochem.Photophys.5. 49-73 (1992)
• [文献書誌] 堀江 一之,牛木 秀治: "講談社サイエンティフィク" 光機能分子の科学ー分子フォトニクスー, 230 (1992)
• [文献書誌] 村瀬 至生,堀江 一之: "オプトロニクス社" 次世代光テクノロジー集成, 146-152 (1992)