近接場光技術を用いたナノ領域光化学反応

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12131211
• 研究種目: 特定領域研究(B)
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 入江 正浩 九州大学, 大学院・工学研究院, 教授 (30001986)
• 研究分担者: 小畠 誠也 九州大学, 大学院・工学研究院, 助手 (00325507)
• キーワード: フォトクロミズム / 近接場光メモリ / 共焦点顕微鏡 / 原子間力顕微鏡 / 単結晶フォトクロミズム / ジアリールエテン

研究概要

有機固体の光化学あるいは化学反応をナノ領域において行わせ、究極的には超高密度光メモリあるいは超微細加工の実現をめざしている。光化学反応には共焦点顕微鏡あるいは近接場光学顕微鏡を用い、対象である有機固体にはフォトクロミック材料を用いている。
1,2-bis(2,4-dimethyl-5-phenyl)perfluorocyclopentene単結晶表面の光誘起形状変化を、(100)面、(010)面それぞれについてAFMにより計測した。その結果、(100)面においては紫外光照射により1nmのステップが現れ、一方、(010)面では溝が形成された。これらの紫外光誘起形状変化は可視光照射により消滅した。(100)面と(010)面との形状変化の違いは、X線構造解析による分子の結晶内配置により説明された。
1,2-bis(3-methyl-2-thienyl)perfluorocyclopentene単結晶への3Dメモリを検討した。この黄色結晶は紫外光を照射すると赤く着色し、可視光により元の黄色にもどる。黄色の状態では蛍光を発するが、赤色になると蛍光性は失われる。共焦点顕微鏡により、結晶の深さ方向の2層に、絞った紫外光により「光」と「子」と言う2字を書き込み、それらを蛍光強度変化として読み出した。スポツトの直径は、約200nmであった。深さ方向にも、3μmおきに書き込むことが出来た。
近接場光メモリへの応用をめざして、100℃以上の高いガラス転移温度をもつアモルファスジアリールエテン材料の合成をすすめた。

研究成果

• [文献書誌] T.Fukaminato, S.Kobatake, T.Kawai, M.Irie: "Three Dimensional Optical Erasable Optical Memory using a Photochromic Diarylethene Single Crystal as the Recording medium"Proc. Jpn. Acad., Ser. B. 77. 30-35 (2001)
• [文献書誌] T.Tsujioka, M.Irie: "Two-photon Absorption in Photochromic Layer with Highly Localized Coherent Photons"Opt. Rev.. 8. 206-207 (2001)
• [文献書誌] M.Irie, S.Kobatake, M.Horichi: "Reversible Surface Morphology Chanes of a Photochromic Diarylethene Single Crystal by Photoirrdiation"Science. 291. 1769-1772 (2001)
• [文献書誌] J.Chauvin, T.Kawai, M.Irie: "Refractive Index Change of an Amorphous Bisbenzothienylethene"Jpn. J. Appl. Phys.. 40. 2518-2522 (2001)
• [文献書誌] M.Fukudome, K.Kamiyama, T.Kawai, M.Irie: "Photochromism of a Dithienylerhene Having Diphenylamido Side Groups in the Bulk Amorphous Phase"Chem. Lett.. 1. 70-71 (2001)
• [文献書誌] M-S.Kim, T.Kawai, M.Irie: "Synthesis of Fluorescent Amorphous Diarylethenes"Chem. Lett.. 7. 702-703 (2001)