単分子膜の変位電流計測システムの開発と光・変位電流変換型分子膜記録素子の試作

1994 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04555067
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 岩本 光正 東京工業大学, 工学部, 助教授 (40143664)
• 研究分担者: 久保田 徹 東京工業大学, 工学部, 助手 (00205139) ; 米田 勝実 日本レーザ電子株式会社, 代表取締役(研究職) ; 柿本 雅明 東京工業大学, 工学部, 助教授 (90152595)
• キーワード: 変位電流 / ラングミュア膜 / LB / 光異性化 / 相転移 / 液晶 / 有機単分子膜 / アゾベンゼン

研究概要

有機分子の持つ電子的および光学的機能を、分子レベルで引き出すことを可能にするための技術を、分子膜の極限の厚さを持つ単分子膜において現実することは、分子電子素子実現に向けた基盤技術の一つとして重要である。誘電体の分極という重要な基本概念を基礎とすれば、単分子膜に外部刺激(圧力、光、熱など)を与えた時、分子膜内で分子が動的に挙動する過程(双極子の回転など)を変位電流として検出可能とするためのシステムの構築が是非とも必要である。そこで、本研究では、第1の目的として、有機単分子膜に各種の外部刺激が加えられた時の出力を変位電流として計測できるようなシステムを開発することを目指した。さらに第2の目的として、開発したシステムを用いて有機単分子膜という分子膜レベルでの光変位電流変換型の新規な記録素子を試作することも目指した。
そして、国内外では単分子膜の変位電流を計測した例は知られていなかったため、試行錯誤ではあったが、以下に示す項目について、当初の計画をほぼ達成することができた。
1 水面上単分子膜の評価システムの開発
ダブリバリアを採用し、膜の圧縮・拡張,光刺激の各種モードに対する変位電流計測を行う事ができ、同時に光吸収測定も行える高機能な評価システムを開発した。
2 各種刺激(光、圧力)に対する水面上単分子膜の変位電流計測
3 単分子膜の光-変位電流変換機能
4 変位電流と吸収スペクトルの同時測定
5 固体基板上単分子膜の光-変位電流測定、熱刺激変位電流計測
光変位電流変換型記録素子の試作として、基板上単分子膜の変位電流計測を行い、波長や偏光による評価,熱刺激に対する応答を評価した。

研究成果

• [文献書誌] 金禹淵,久保田徹,岩本光正: "N-ドコシルキノリウムTCNQの単分子膜の電気特性" 電子情報通信学会技術研究報告. OME-93-47. 7-12 (1994)
• [文献書誌] 金井裕一郎,成瀬晴彦,岩本光正: "アゾベンゼンを含む単分子膜の光変位電流" 素材物性学雑誌. 6. 12-18 (1993)
• [文献書誌] 岩本光正: "高分子LB膜の界面電子物性とその応用" 表面. 31. 361-374 (1993)
• [文献書誌] 岩本光正: "LB膜の変位電流とメモリー素子作製" 電子情報通信学会技術研究報告. OME-92-63. 1-4 (1993)
• [文献書誌] 岩本光正: "有機分子膜の界面評価" 電子情報通信学会技術研究報告. OME-93-33. 25-30 (1993)
• [文献書誌] Mitsumasa Iwamoto,Koji Ohuishi,Xiao Bin Xu: "Petection of Molecular Switchin in Single Monolayer by a Maxwell-displacement-current-measuring tcchnigve" to be published in Rev.Sch.Instrumn. in press (1995)
• [文献書誌] Wooyeon Kim,Tohru Kubota,Mitsumasa Iwamoto: "Measurment of the orientational change of N-Docosylguinoliom-TCNQ monolayers using Maxwell-displacement-current" to be published in Syntetic Metals. (in press). (1995)
• [文献書誌] Mitsumasa Iwamoto,Tohru Kubota,Muhamad Rasat Muhamad: "Detection of phase transitions in Liguid-crystals on a water surtace by a Maxwell-displacement-current-measuring tehnigue" Submitted to J.Chem.Phys.(in press). (1995)
• [文献書誌] Mitsumasa Iwamoto: "Maxwell Displacement Current Across Single Monolayers" Thin Solid Filws. 244. 1031-1034 (1994)
• [文献書誌] A.Sugimura,M.Iwamoto,Z.Ou-yang: "Phase transition of molecxlar orientation atthe liquid-air interface" Phys.Rev.E.50. 614-617 (1994)
• [文献書誌] K.Ohnishi,M.Iwamoto: "Investigation of the photoresponse of liquid Monolayers containing azobenzene derivatives by a Maxwell-displacement-current-measuring tehnique" J.Appl.Phys.76. 8121-8128 (1994)
• [文献書誌] Mitsumasa Iwamoto,Yuichiro Kanai: "Presence of in-pland orientation in single Azobenzene monolayers by Maxwell-Displacement-Current-Measurement" Jpn.J.Appl.Phys.33. 6630-6632 (1994)
• [文献書誌] T.Kubota,M,Iwamoto: "Measurment of displacement current across single monolayers with thermal stimulation" Rev.Sch.Instrwnn. 64. 2627-2631 (1993)
• [文献書誌] Mitsumasa IWAMOTO,Yuichiro KANAI,Haruhiko NARUSE: "Maxwell-displacement current across monolayer polyimide Langmuir-Blodgett Films with azpbenzene by photoisomerization" J.Appl.Phys.74. 1131-1137 (1993)
• [文献書誌] Tohru KUBOTA,Yoshiro TAKAHASHI,Mitsumasa IWAMOTO: "Study on the thermally Stimulated Discharge in single monolayers and hetero-structured filws" Thin Solid Films. 243. 493-496 (1994)
• [文献書誌] Haruhiko NARUSE,Mitsumasa IWAMOTO,Shiyoshi YOKOYAMA,Masaaki KAKIMOTO,Yoshio IMAI: "Displacement Current Generation Across Single Monolayers of Polyamic acids having pendert groips air-water interface" Thin Solid Films. 242. 220-222 (1994)
• [文献書誌] Haruhiko NARUSE,Koji OHUISHI,Mitsumasa IWAMOTO,Kunihiro ICHIMURA,Takahiro SEKI,Takashi TAMAKI: "Displacement Current generation from spread Monolayers of Poly(vinyl alchol)s Bearing Azobenzene Sides" Jpn.J.Appl.Phys.32. 2832-2836 (1993)