2012 Fiscal Year Annual Research Report
Visualization of Surface Molecular Topology under External Stimulation
| Project Area | Coordination Programming - Science of Molecular Superstructures for Chemical Devices |
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| Project/Area Number |
21108004
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| Research Institution | Kyoto Institute of Technology |
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Principal Investigator |
佐々木 園 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 准教授 (40304745)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小川 絋樹 公益財団法人高輝度光科学研究センター, その他部局等, 研究員 (00535180)
増永 啓康 公益財団法人高輝度光科学研究センター, その他部局等, 研究員 (50398468)
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| Project Period (FY) |
2009-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 放射光GISAXS・GIWAXS法 / 有機金属錯体 / マイクロビームＸ線 / X線異常分散効果 / 高分子の薄膜結晶化 / 成膜プロセス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究代表者は研究分担者と共同で、SPring-8のBL45XU (理研専用SAXS-BL、アンジュレータ光源）を利用して構築したマイクロビームGISWAXS時間分解計測システムを高度化し、X線異常分散効果を利用した時間分解小角Ｘ線散乱実験法を確立した。マイクロビームGISWAXS時間分解計測システムを応用して、バルクヘテロ接合（BHJ）型高分子系有機薄膜太陽電池材料のスピンコート製膜過程における薄膜結晶化挙動の追跡にも成功した。
A01班の西原寛教授坂本良太助教との共同研究では、SPring-8のBL02B2を利用した粉末X線回折測定でビス(ジチオレン)金属錯体#61552;共役ナノシートの構造が明らかになった。[1] A01班の河合壯教授との共同研究として、SPring-8のBL45XUを利用して測定したSAXSデータを用いてPbS/EuSナノ微粒子の構造解析を行ない、コアシェル型3層構造の詳細を明らかにすることが出来た。[2]
参考文献：[1].Tetsuya Kambe, Ryota Sakamoto, Ken Hoshiko, Kenji Takada, Mariko Miyachi, Ji-heun Ryu, Sono Sasaki, Jungeun Kim, Kazuo Nakazato, Masaki Takata, Hiroshi Nishihara , J. Am. Chem. Soc., 135, 2462-2465 (2013). [2].Hiroyasu Masunaga, Hiroki Ogawa, Sono Sasaki, Masaki Takata, Takuya Nakashima, Tsuyoshi Kawai , IACIS2012 Abstract, S2P16-36 (2012).
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究の目的は、SPring-8の高輝度・高指向性X線を利用して、外場刺激下における有機金属錯体や有機高分子の (1) 表層や薄膜におけるドメイン・分子トポロジー可視化のための微小角入射小角・広角X線散乱（Grazing-Incidence Small-angle and Wide-Angle X-ray Scattering: GISAXS・GIWAXS (GISWAXS)）の高速時間分解測定、(2) 表面（界面）および深さ方向の局所構造評価のためのマイクロビームX線回折・散乱測定、(3) 特定の重元素やイオンに着目した構造解析が可能なX線異常分散効果を利用した回折・散乱測定を行うための計測システムとデータ解析法を構築することである。これまでに(1)～(3)に関する計測システムや実験法を構築することが出来た。このことから、本研究はおおむね順調に進展していると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成24年度までの研究で次の事柄を実施した：(a) 薄膜・表面における階層構造のその場計測法として、放射光のマイクロビームＸ線を利用した微小角入射小角X線散乱(GISAXS)・広角X線散乱（GIWAXS）同時時間分解計測法を確立した。本計測システムを応用した実験で、溶液もしくは融液からの高分子の薄膜結晶化挙動のその場観察に成功した。(b)電場刺激下の有機金属錯体薄膜に対するGISAXSその場測定法を構築した。(c) 有機分子組織体・高分子薄膜に対する、特定の重元素やイオンに着目した構造解析が可能なX線異常分散効果を利用した時間分解GIASAXS実験法を確立した。(d)マイクロメートルスケールの薄膜構造を評価するための微小角入射超小角X線散乱(GIUSAXS)実験法を確立した。(e)放射光Ｘ線回折・散乱実験でA01班内共同研究を実施した。
本年度は、上述の研究成果を踏まえて以下のことを行う：
(1) (a)の計測システムを応用した実験法とデータ解析により下記のことを実施する：
・高分子系太陽電池材料を含む高分子の各種薄膜成膜過程における結晶化・相分離メカニズムを解明する。・物質の表面/界面自由エネルギーが高分子の薄膜結晶化に与える影響を検討する。・有機金属錯体で形成される２次元ナノシートの構造を明らかにする
(2)放射光Ｘ線散乱・回折実験で領域内共同研究を実施する。
(3)研究を総括する。
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