| 研究課題/領域番号 |
25410089
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 研究機関 | 横浜国立大学 |
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研究代表者 |
生方 俊 横浜国立大学, 工学研究院, 准教授 (00344028)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 表面レリーフ / アントラセン / 光物質移動 / パターニング / アモルファス / 液晶 |
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| 研究概要 |
光物質移動現象の実用化のために、これまでに全く報告のない新規な動的光パターニング分子材料の開発を進めた。具体的には、可逆的に光連結および光開裂する光連結性基二つを、メソゲン基およびスペーサで接続した光連結性化合物を設計・合成した。
当該年度は、光連結性基であるアントラセン基二つをメソゲン基であるビフェニル基および二種類のアルキルスペーサを介して接続した化合物を合成した。合成した化合物は、示差走査熱量分析測定において、液晶相を示す吸熱ピークは確認されなかったものの、スペーサのアルキル炭素数が6の化合物は、ガラス転移温度が31℃に観測され、安定なアモルファス薄膜を形成することが示唆された。この化合物のスピンコート膜の安定性は、格段に向上し、ビフェニル基を持たない化合物の薄膜においては、製膜後数時間の内に結晶化が観察され始めるのに対して、ビフェニル基を導入した化合物の薄膜は、室温下において少なくとも2週間は変化なく、アモルファス薄膜の状態を保っていた。この光連結性低分子化合物のアモルファス薄膜にフォトマスクを介して365 nmの紫外光を照射した結果、フォトマスクの周期と一致した表面レリーフが形成した。露光時における温度を検討した結果、75℃付近において移動効率が最大となることがわかった。この条件において、表面レリーフの形成過程を追跡したところ、約0.05 mW cm-2という大変小さい露光強度にもかかわらず、約15分間のパターン露光で約100 nmの高低差のレリーフが形成し、大変高感度に物質移動が誘起されることを実証した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本年度は、（1）光連結性分子群の設計および合成、（2）薄膜の作製と液晶性および光応答特性の評価、（3）光パターニング構造形成、の3つの課題の実施計画を設定し、研究を進めてきた。（1）の計画においては、2つの新規光連結性分子群を設計し、合成できた。（2）において、2つの新規光連結性分子群の薄膜の液晶性および光応答特性を評価した結果、液晶性は示さなかったものの、安定性および光応答特性に優れることがわかった。さらに(3）において、選択した化合物において高感度に光パターニング構造の形成に成功した。以上より、ほぼ計画通りに進行し、研究目的は概ね計画通りに達成された。
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| 今後の研究の推進方策 |
光連結性のビスアントラセン化合物を用いることで、高感度に光物質移動を誘起し、レリーフが形成されることを見いだした。また、ビフェニル基を導入することで、薄膜の安定性が向上することを見いだした。今後は、光連結性分子に液晶性を付与するために、より大きなメソゲン基の導入やアントラセン基の置換位置の検討を行う。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
昨年度は、共同研究先から光源となるキセノンランプ光源を借りることができたため、光源のための物品費が抑えられたために、今年度に使用する予定の研究費が生じた。
今年度は、昨年度まで借りられていたキセノンランプ光源の自由度が低下することが予想されるため、キセノンランプ光源を新規に一台購入する。
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