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無機ナノ微粒子をフォトポリマーに分散させ、それを光重合時に光強度分布に応じて移動させることでフォトポリマー有機化合物との間で非常に大きな屈折率差を生み出し、加えて、光非線形の大きな半導体ナノ微粒子や磁気分極が増強される磁性ナノ微粒子を用いることでホログラフィック記録材料にこれまでになかった多機能性を持たせることを本研究の目的とする。以下に本年度の研究成果について列記する。
1.シリカナノ微粒子分散フォトポリマーの回折特性について詳細に究明し、ナノ微粒子の粒径を10nmまで小さくすることで記録媒体中でのレイリー散乱を大幅に抑圧させ、その結果、正味の回折効率をほぼ100%にまで向上させることに成功した。
2.ホログラフィック露光によるモノマーの拡散に伴いナノ微粒子が逆方向に拡散する相互拡散過程がホログラム記録形成の機構として働いていることを透過電子顕微鏡像および光学的なホログラムの位相差測定から実験的に立証した。
3.相互拡散モデルに基づくモノマー/ポリマー/ナノ微粒子の光重合に伴う動力学とホログラム形成についての理論を構築し、ホログラム形成の動特性が光強度に強く依存することや最大の屈折率変化を与えるナノ微粒子最適濃度が存在することを見出した。さらに、実験により上記理論的予想を実証した。
4.有機ナノ微粒子(ハイパーブランチポリマー)分散フォトポリマーによるホログラフィック記録を実証した。
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