難結晶化有機非線形光学分子と無機分子の複合結晶化による新規テラヘルツ光源作製

2019 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17K05972
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 有機・ハイブリッド材料
• 研究機関: 茨城大学
• 研究代表者: 松川 健 茨城大学, フロンティア応用原子科学研究センター, 産学官連携助教 (60580876)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: 非線形光学材料 / 有機無機複合材料 / 結晶成長 / テラヘルツ波

研究成果の概要

新規THz光源素子開発のため、無機錯体結晶中に高い非線形性を有する有機分子を包括させた有機-無機複合型結晶作製を行った。ニトロベンゼン含有錯体(ZnI2)3(tris-4-pyridyltriazine)2結晶を合成後、溶液徐冷法にて約4mm角程度のバルク単結晶を得ることに成功した。シクロヘキサンやMNAなどの有機分子への溶媒交換を試みた結果、単結晶が粉砕破壊されて包括分子交換が難しいことが分かった。

自由記述の分野

有機材料化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

革新的なテラヘルツ(THz)波技術の発展のために高出力THz波を発生可能な数多くの有望な有機非線形光学材料が合成されてきたが、結晶成長の難しさから未達成であった。本研究課題は、これまでの概念を逸脱し難結晶化有機分子を無機結晶内に包括した複合結晶を開発し、高性能かつ汎用的なTHz素子の開発に挑んだ。このような有機材料と無機材料の長所をそれぞれ融合した光源は、世界に先駆けて有望なTHz波光源の研究開発の発展に一役を担うと期待され、THz技術分野のみならず有機フォトニクス・エレクトロニクスの研究分野においてもブレークスルー研究となり、基礎・応用研究発展に一石を投じるものと考えている。