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本研究課題では、独自に開発したハイブリッド化手法『可視光応答型光触媒還元法』を発展させ、高次構造制御されたハイブリッド構造体を創製するとともに、非線形光学特性や光電変換特性についてハイブリッド化に伴う新規物性を例証する。最終年度である本年は、改良したテーパードセル法で成膜したポリジアセチレン(PDA)ナノ結晶(コア)-金属(シェル)ハイブリッドナノ結晶薄膜について、光学特性評価を行った。特に、非線形光学感受率を見積もる際に必要となる「誘電率の波長分散」の測定、および非線形光学特性の評価を行った。分光エリプソメトリーで評価した誘電率スペクトルの形状は、PDAと金属の2成分で考えたMaxwell-Garnett理論と類似した結果であり、測定は概ね妥当と考える。続いて三次非線形光学特性の評価を行った。初めにz-scan法を用いて三次非線形光学特性評価を試みたものの、測定の成否が薄膜内の不均一性や光散乱損失に強く影響されたため、増強効果を実験的に確定するまでには至らなかった。そこで、ポンプ-プローブ法を用いて改めて評価し直したところ、いずれのサンプルについても良好な非線形光学応答を計測し、組成の違いで比較することができた。さらに、当初はハイブリッド化の効果がないと考えていた白金とのハイブリッドナノ結晶においても、近赤外波長領域に新たな非線形光学応答を観測し、界面準位の形成などの可能性を考察している。他、共同研究として、PDAナノ結晶と銀ナノ粒子との積層薄膜について光電変換特性を評価し、光電流の増加を見出した。
以上2年の研究期間において、『可視光応答型光触媒還元法』を改良・発展させ、より構造制御されたハイブリッドナノ結晶を創製するとともに、非線形光学特性や光電変換特性・触媒活性についてハイブリッド化に伴う新規物性の一端を明らかにすることが出来た。
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