光圧による単一有機微粒子の操作と配向制御

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10207204
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 増原 宏 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60029551)
• 研究分担者: 笹木 敬司 北海道大学, 電子科学研究所, 教授 (00183822) ; 朝日 剛 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (20243165)
• キーワード: 光圧ポテンシャル / 単一微結晶 / 光操作法 / 共焦点顕微鏡 / 光圧 / ピコ秒蛍光分光法 / 分子の分極率 / 高密度励起

研究概要

共焦点顕微鏡下にレーザー捕捉用ビームと同軸に超安定プローブ用レーザー光を導入し、その前方散乱光の強度と位相の情報より、目に見えない微小な微粒子の検出とその数の決定、散乱像による捕捉状態の把握かつ操作をはかっており、波長以下の大きさの単一微粒子の光検出と光操作の開発にめどをつけつつある。これにより光操作する微粒子数の高精度測定、微粒子間相互作用力、微粒子と基板の吸着力の決定、分子集合構造形成に役立つ光圧ポテンシャルの評価など基本的な問題の解決にあたる。また、光操作を可能にする光圧を利用して、分子を配向させつつ集合させる新しい微粒子の創製を目指しており、溶液中に分散した波長以下の大きさの各種微粒子を対象に研究している。光圧により集合させ、波長以上の大きさの微小球を創製できる系については、その特有の分子配向構造をピコ秒蛍光分光法により解析しており、分子の分極率が光圧に有効なパラメータであること、集合させうる最小微粒子サイズはl5nmであることを示した。さらに、単一微粒子の光物理・光化学過程の研究として、光操作した単一微結晶の光励起に伴う光熱効果によって誘起されるアニーリング、分解蒸発、ショックによる破壊現象を探索し、そのメカニズムの解明をはかっている。さらにパルスレーザーで高密度励起するこの手法を駆使し、微結晶表面のポジション毎のモルホロジー、粒径を制御する手掛かりを得た。

研究成果

• [文献書誌] M.Rucker,Hiroyuki Yoshikawa,Keiji Sasaki,Hiroshi Masuhara,and F.C.De Schryver: "Near Field Fluoresence Microspectroscopy of Anthracene-Tetrachlorophthalic Anhydride Charge Transfer Microcrystal" Chem.Lett.,No.6,pp.557-558(1998). 6. 557-558 (1998)
• [文献書誌] Jun-ichi Hotta,Keiji Sasaki,Hiroshi Masuhara,and Yotaro Morishima: "Laser-Controlled Assembling of Repulsive Unimolecular Micelles in Aqueous Solution" J.Phys.Chem.B.,Vol.102,No.40,pp.7687-7690(1998). 102・40. 7687-7690 (1998)
• [文献書誌] Tsuyoshi Asahi,Akihiro Furube,and Hiroshi Masuhara: "Excited State Dynamics of Microcrystalline Acridine by Femtosecond Diffuse Reflectance Spectroscopy" Bull.Chem.Soc.Jpn.,Vol.71,No.6,pp.1277-1283(1998). 71・6. 1277-1283 (1998)
• [文献書誌] T.Asahi,K.Kibisako,H.Masuhara,H.Kasai,H.Katagi,H.Oikawa and H.Nakanishi: "Femtosecond transient absorption spectroscopy of nanocrystalline polydiacetylene colloids" Mol.Cryst.Liq.Cryst.,Vol.314,pp.95-100(1998). 314. 95-100 (1998)
• [文献書誌] Hiroyuki Yoshikawa,Keiji Sasaki,Hiroshi Masuhara: "Picosecond fluorescence analysis of charge transfer microcrystals by near-field microspectroscopy" Chem.Phys.Lett.293,pp.185-190(1998). 293. 185-190 (1998)
• [文献書誌] Trevor A.Smith,Jun-ichi Hotta,Keiji Sasaki,Hiroshi Masuhara,and Yoshihiro Itoh: "Photon Pressure-Induced Association of Nanometer-Sized Polymer Chains in Solution" J.Phys.Chem.B. (in press). (1999)