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金属薄膜上に作製された種々の誘起超薄膜の構造評価を、表面プラズモン(SP)励起を利用した光学測定、すなわち全反射減衰(ATR)法から詳しく調べた。誘起超薄膜には、ナノメートルオーダの秩序構造を有するラングミュア・ブロジェット(LB)膜や自己組織化膜を用いた。
本研究では誘起超薄膜の下地となりSPを励起させる金属薄膜のナノ構造や凹凸についても調べている。また、ATR法と逆の光学配置で金属薄膜や有機超薄膜にレーザ光を入射することでプリズム側に放射光が観測され、これがSP励起に関わる新しい現象であることがわかった。さらに、ラビングフリーの有機超薄膜を配向膜とした液晶セルについてもSP励起を用いたATR法から調べ、配向膜の物性評価とともにセル内の液晶分子の配向を、SP励起を用いたATR法で評価できることを明らかにした。
また、有機超薄膜の微視的な評価を行う目的でSP励起を利用したエバネッセント波検出装置を構築し、有機超薄膜からのエバネッセント波検出も試みた。このような測定は超薄膜表面の微視的な評価だけでなく、今後のナノメートルオーダの高密度機能応用にも適応できると期待される。さらに、スピロピランやアゾベンゼンなどの光異性LB膜については、光異性化に伴なうATR特性を調べるなど光機能の評価も行なった。また、SP励起を用いたデバイス応用に向けてメロシアニン色素LB膜を用いた光電変換素子も作製し、SP励起により短絡光電流の増大することを明らかにした。
以上の結果より、金属薄膜と有機超薄膜の界面に励起されたSP励起を利用した測定法により、膜構造の高精度な評価が可能であることを明らかにした。また、SP励起を利用することにより、種々のデバイス応用が可能と考えられる。
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