レーザーによる表面配向分子の高感度分析装置の試作

1993 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 05555227
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 小川 禎一郎 九州大学, 総合理工学研究科, 教授 (50028156)
• 研究分担者: 渡辺 秀夫 東ソー株式会社, 科学計測事業部・営業部, 部長 ; 井上 高教 九州大学, 総合理工学研究科, 助手 (40243969) ; 中島 慶治 九州大学, 総合理工学研究科, 講師 (50188934)
• キーワード: 第2高調波 / レーザー / 分子配向 / 単分子膜 / 偏光 / 角度分布 / 定量分析

研究概要

補助金により、空間分解能を上げるための光学系、検出器および増幅器を購入し、取り付けを行い、レーザー照射により発生する2倍波の検出の高感度化を図った。その結果、従来よりも感度の向上が認められた。ガラス基板表面に存在する分子を定量し、以下の知見を得た。
1.照射するレーザーの波長を掃引することにより、発生する第二高調波(以下2倍波と略する)の波長依存性を測定した。その結果、分子の吸収のある波長では、2倍波の共鳴効果が得られた。
2.照射レーザーの半分の波長に吸収の有る分子(パラニトロフェノール、2倍波の発生に対して共鳴効果がある分子)について、単分子層の100分の1の微量から2倍波の発生を確認した。従来の吸収法より約1000倍の感度を有する。
3.照射レーザーの波長やその半分の波長に吸収のない分子(ローダミン、2倍波のはっせいに対して共鳴効果がない分子)について、単分子層の20分の1の微量から2倍波の発生を確認した。従来の吸収法では検出不可能である。
4.ガラス基板に存在する分子の量を増加していくと、分子の量に比例して2倍波の強度は大きくなるが、発生する2倍波の偏光成分(p偏光とs偏光)の割合が変化し、分子の存在量により分子の配向状態の変化が示唆された。この点に関しては、測定する分子の種類を変えたり、偏光成分を厳密に測定することにより、さらに詳細な議論を行いたい。
補助金によりゴニオステージを購入し、2倍波測定の空間分解能の向上をめざしているが、補助金が削除されたため、制御用マイクロコンピューターの購入ができず、制御装置を自ら工作するなどで多くの時間を要し、空間分解能の測定は遅れつつある。
以上のように高感度という点では目的を達成したと考えている。当初申請額が削減されたので、当初目的の全面的達成は遅れつつあるが、最善の努力を行い、早急に当初目標に近づけたいと考えている。