光情報機能を持つ分子性超薄膜の創製

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08455398
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 山田 淳 九州大学, 工学部, 教授 (30136551)
• 研究分担者: 新留 康郎 九州大学, 工学部, 助手 (50264081) ; 米村 弘明 九州大学, 工学部, 講師 (40220769)
• キーワード: 水面展開 / 交互吸着 / 超薄膜 / 光第二高調波発生 / 界面

研究概要

分子レベルの厚みを持ち、精密に構造制御された分子性超薄膜は革新的な新材料としての期待が大きい。本研究は、高効率の光-光、光-化学変換機能を持つ分子性超薄膜系の設計・創製を目標に研究を遂行した。成果を以下にまとめる。
1.水面展開法による非対称超薄膜の構築と光変換機能
ポルフィリンを担持した超薄膜の構成と光SHG機能発現、超薄膜の光干渉効果を利用た色素の絶対配向方向の決定、エネルギー移動の非対称性、表面化学結合によるSHG活性超薄膜の形成、積層膜の電気光学(E0)効果についての成果を得た。
2.交互吸着法により作製した超薄膜の光非線形特性
ポリカチオンとポリアニオン、ポリカチオンとアニオン性色素との交互吸着膜を作成した。周波数変化や吸収スペクトル変化から、一定濃度の交互吸着が起こっていることを確認した。吸着膜のSHGについて検討した結果、明瞭なSHG信号が観測された。交互吸着によって非等方的な配列形成が可能であることがわかった。
3.単分子超薄膜の固/液界面びおける光情報制御
界面におけるアゾベンゼン-ビオローゲン間での静電相互作用の存在を明らかにした。光によるSHG光の制御を可能にする単分子レベルの超薄膜系を実現するための要素を提供する成果である。

研究成果

• [文献書誌] Keiji Yamada: "Nonlinear Optical Responses of Dialkoxyazobenzene Isomers Adsorbed to Interface between Heptane and Viologen-Modified Quartz Plates." Chemistry Letters. No.5. 451-452 (1997)
• [文献書誌] Sunao Yamada: "Coherent Interference Patterns of Optical Second-Harmonic Waves from Substrate-Free Ultrathin Poly(Methyl Methacrylate)Films Asymmetrically Incorporating Amphiphilic Dyes," Ber.Bunsenges.Phys.Chem.Vol.101 No.4. 672-675 (1997)
• [文献書誌] Sunao Yamada: "A photoresponsive molecular assembly consisting of ruthenium(II)tris(2.2'-bipyridine)-viologen linked disulfide and hexadecanethiol prepared on a gold surface:effect of viologen moiety" Journal of Electroanalytical Chemistry. 426. 23-26 (1997)
• [文献書誌] I-Yin Sandy Lee: "Temperature Effects on Molecular Alignments at the Surface of Ultrathin Films Studied by SHG and Fluorescene Techniques" Analytical Sciences. Vol.13. 343-346 (1997)
• [文献書誌] Yuri Lvov: "Non-linear optical effects in layer -by-layeralternate films of polycations and anazobenzene-containing polyanion" Thin Solid Films. Vol.300. 107-112 (1997)
• [文献書誌] Sunao Yamada: "Optical Second Harmonic Generation in Alternately Assembled Dye-Polyion Multilayers" Jpn.J.Appl.Phys. Vol.36,No.8B. L1110-1112 (1997)
• [文献書誌] 新留 康郎: "アゾ系色素をドープした高分子超薄膜積層体の電気光学効果:電場配向処理に対する異方性" 九州大学中央分析センター報告. (印刷中). (1998)
• [文献書誌] Keiji Yamada: "Second Harmonic Generation Measurements of Azobenzene Desorption and Photochemistry at the Interface between an Alkane Solvent and a Glass Plate Modified with a Pyridinium Compound" J.Photochem.Photobiol A:Chem. (掲載決定). (1998)