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2007 年度 研究成果報告書概要

有機色素分子の自己組織化による光伝播分子ファイバー

研究課題

研究課題/領域番号 18550135
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 機能物質化学
研究機関独立行政法人物質・材料研究機構

研究代表者

高澤 健  独立行政法人物質・材料研究機構, 量子ドットセンター, 主幹研究員 (10354317)

研究期間 (年度) 2006 – 2007
キーワード有機色素 / 自己組織化 / 分子ファイバー / 光導波路
研究概要

光回路は電気回路を超える高速化・高集積化が可能なため、高性能マイクロプロセッサなどへの応用が期待されている。光集積回路の実現には、光信号をナノからミクロンの領域で伝播・操作する光配線(光導波路)の開発が不可欠である。我々は、有機色素分子(チアシアニン)を水溶液中で自己組織化させ、ナノサイズの太さを持った分子ファイバーを合成することに成功した。この分子ファイバーは、光で励起すると自身のルミネッセンスをファイバーに沿って250μm以上高効率で伝播する。また有機物の自己組織化構造体であるため構造的な柔軟性が高く、サブから数ミクロンの曲率半径で鋭く曲げることができる。
新規に開発した顕微分光技術を用いて分子ファイバーの光伝播特性を詳細に調べ、直線状や鋭く曲がった分子ファイバーの光伝播効率を定量的に測定した。その結果、この分子ファイバーは曲げによる伝播光の欠損が非常に小さく、微小領域での光配線として優れた機能を持っていることが明らかになった。また、自己組織化条件を変えることで、分子ファイバーの形状を制御することを試みた。長いアルキル鎖を導入したチアシアニン分子のクロロホルム溶液をガラス基板上に滴下して、高湿度下で溶媒を蒸発させたところ、直径数〜数十ミクロンのリング状分子会合体を合成することに成功した。顕微分光技術を用いてリングの光学特性を調べたところ、光励起で生じた蛍光がリングに沿って伝播することを見出した。
以上の研究から、チアシアニン色素の自己組織化分子ファイバーは微小領域での光操作デバイスとして非常に有望であることが明らかになった。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2008 2007 2006

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (10件)

  • [雑誌論文] Flexibility and bending loss of waveguiding molecular fibers self-assembled from thiacyanine dye2008

    • 著者名/発表者名
      K.Takazawa
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters 452

      ページ: 168-172

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Flexibility and bending loss of waveguiding molecular fibers self-assembled from thiacyanine dye2008

    • 著者名/発表者名
      K. Takazawa
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters Volume.452, 1-3

      ページ: 168-172

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Waveguiding properties of fiber-shaped aggregates self-assembled from thiacyanine dye molecules2007

    • 著者名/発表者名
      K.Takazawa
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry C 111

      ページ: 8671-8676

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Micron-sized rings self-assembled from thiacyanine dye molecules and their waveguiding properties2007

    • 著者名/発表者名
      K.Takazawa
    • 雑誌名

      Chemistry of Materials 19

      ページ: 5293-5301

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Waveguiding properties of fiber-shaped aggregates self-assembled from thiacyanine dye molecules2007

    • 著者名/発表者名
      K. Takazawa
    • 雑誌名

      Chemistry of Materials Volume 19

      ページ: 5293-5301

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Micron-sized rings self-assembled from thiacyanine dye molecules and their waveguiding properties2007

    • 著者名/発表者名
      K. Takazawa
    • 雑誌名

      Chemistry of Materials Volume 19

      ページ: 5293-5301

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Study of internal structure of meso-tetrakis (4-sulfonatophenyl) porphine J-aggregates in solution by fluorescence microscope imaging in a magnetic field2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Kitahama,Y.Kimura,K.Takazawa
    • 雑誌名

      Langmuir 22

      ページ: 7600-7604

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Study of internal structure of meso-tetrakis(4-sulfonatopheny1) porphine J-aggregates in solution by fluorescence microscope imaging in a magnetic field2006

    • 著者名/発表者名
      Y. Kitahama, Y. Kimura, K. Takazawa
    • 雑誌名

      Langmuir Volume 22, Issue 18

      ページ: 7600-7604

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [学会発表] Supramolecular waveguides self-assembled from organic dye molecules Supramolecular waveguides self-assembled from organic dye molecules2007

    • 著者名/発表者名
      K. Takazawa
    • 学会等名
      Gordon Research Conference
    • 発表場所
      Lucca, Italy
    • 年月日
      20070500
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [学会発表] Supramolecular waveguides self-assembled from organic dye molecules2007

    • 著者名/発表者名
      K.Takazawa
    • 学会等名
      Gordon Research Conference
    • 発表場所
      Lucca,Italy
    • 年月日
      2007-05-08
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] チアカルボシアニンJ会合体からH会合体への変化(2)2006

    • 著者名/発表者名
      北濱康貴、木村恭之、高澤健
    • 学会等名
      分子構造総合討論会
    • 発表場所
      グランシップ、静岡県
    • 年月日
      2006-09-20
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] Transformation from J-aggregates of thiacarbocyanine to H-aggregates(2)2006

    • 著者名/発表者名
      Y. Kitahama, Y. Kimura, K. Takazawa
    • 学会等名
      2006 Conference on Molecular Science
    • 発表場所
      Shizuoka Convention Center, Shizuoka
    • 年月日
      2006-09-20
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [学会発表] チアカルボシアニンJおよびH会合体の光学特性2006

    • 著者名/発表者名
      北濱康貴、木村恭之、高澤健
    • 学会等名
      第59回コロイド及び界面化学討論会
    • 発表場所
      北海道大学、札幌市
    • 年月日
      2006-09-15
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] Optical properties of J-and H-aggregates of thiacarbocyanine2006

    • 著者名/発表者名
      Y. Kitahama, Y. Kimura, K. Takazawa
    • 学会等名
      59th Meeting on Colloid and Surface Chemistry
    • 発表場所
      Hokkaido Univ. Sapporo
    • 年月日
      2006-09-15
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [学会発表] 有機色素分子の自己組織化による微小光導波路2006

    • 著者名/発表者名
      高澤健
    • 学会等名
      2006年光化学討論会
    • 発表場所
      東北大学、仙台市
    • 年月日
      2006-09-11
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] Optical waveguide self-assembled from organic dye molecules2006

    • 著者名/発表者名
      K. Takazawa
    • 学会等名
      2006 Annual Meeting on Photochemistry
    • 発表場所
      Tohoku Univ. Sendai
    • 年月日
      2006-09-11
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [学会発表] OPTICAL WAVEGUIDES SELF-ASSEMBLED FROM ORGANIC DYE MOLECULES2006

    • 著者名/発表者名
      K.Takazawa
    • 学会等名
      Int.Symp. on Macro-and Supramolecular Architecture and Materials
    • 発表場所
      Waseda Univ.,Tokyo
    • 年月日
      2006-05-30
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] OPTICAL WAVEGUIDES SELF-ASSEMBLED FROM ORGANIC DYE MOLECULES2006

    • 著者名/発表者名
      K. Takazawa
    • 学会等名
      Int. Symp. On Macro-and Supramolecular Architecture and Materials
    • 発表場所
      Waseda Univ. Tokyo
    • 年月日
      2006-05-30
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より

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公開日: 2010-02-04  

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