1998 Fiscal Year Annual Research Report
スペーサ分子混合LB法による有機分子超薄膜の結晶構造制御
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09650020
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
白鳥 世明 慶應義塾大学, 理工学部, 専任講師 (00222042)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
池崎 和男 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (50051462)
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| Keywords | LB膜 / 分子配向 / 格子定数 / 空間制御 / 有機分子 / スペーサ / 親水性 / ふるい分け |
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| Research Abstract |
本年度は昨年(平成9年度)度の混合LB膜の面内構造制御に関する結果を基に、異種分子層間の格子定数の調整を詳細に試みた。昨年の実験結果より、第1層目の分子配向は、基板の清浄性に大きく依存することがあきらかになった。具体的には、一見同様と思われるマイカの襞開面を使用しても、基板表面の親水性が強く、清浄な基板ほどその上に累積するLB膜分子層の格子定数を再現性よく調整できることが分かった。3次元的な分子空間制御で達成するためには、第1層の格子定数を再現性良く制御することが不可欠である。そこで、本年度は設備備費品費を受けて、UVオゾンクリーナーを購入し、累積直前に、基板表面の静浄度を高め、親水性をコントロールした。その結果、第1分子層の格子定数を再現性良く調整することができた。またこの後、第2、第3層と積層し、スペーサ分子を含んだ分子層が、格子の整合性を極力保ちながら、格子定数を変化させていく過程をAFMを用いて明らかにした。さらに、分子占有面積の異なる層との整合性を詳細に検討した。
複合有機分子結晶の安定化構造の設計においては、前年度2次元の分子配列に関して行った計算機シミュレーションを3次元に拡張し、そのために取り扱う分子数を増加した。計算にあたっては周期的境界条件を導入して、必要最小限の原子数に抑えるが、計算時間は扱う原子数の約2乗で増加するため、演算時間の超過に応じて、学内共有設備である大型計算機(スーパーコンピュータ Origin2000等)を利用した。その結果、スぺーサ分子はLB膜分子の配向する同一面内に分散して分子占有面積を変化させるだけでなく、層間にも入って安定化することがわかった。層間にもスペーサ分子が入るというこの計算機シミュレーションの結果は、スペーサ分子数の増加とともに、膜厚も増加するというエリプリメトリーを用いた測定結果ともよく一致した。この実験結果を基に、LB膜分子の分子間隔を制御し、分子のふるい分け機能を構築することができた。
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[Publications] Seimei,Shiratori,Motoi,Shimizu,Kazuo,.Ikezaki: "Molecular Shifter Using Spacially Controlled LB Films by Fullerene Molecules" Thin Solid Films. 327-329. 655-658 (1998)
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[Publications] 白鳥世明: "分子間隔制御メンブレンによるガス分子のふるいわけ" 電気学会研究会資料.化学センサシステム研究会. CS-98-40. 19-24 (1998)
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[Publications] 白鳥世明、山田真義: "スペーサ分子混合LB法による分子ふるいわけ機能の構築" 信学技報. OME98-77. 47-53 (1998)
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[Publications] 山田真義、米澤宏敬、白鳥世明: "分子間隔を制御したLB膜による分子ふるい" 第59回応用物理学会学術講演会講演予稿集. vol3. 1083 (1998)
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[Publications] 米澤宏敬、山田真義、白鳥世明: "フラーレンを含むLB膜の分子力学シミュレーション" 第59回応用物理学会学術講演会講演予稿集. vol.3. 1071 (1998)
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[Publications] S.S.Shiratori,K.Tachi,M.Yamada and K.Ikezaki: "Lateral Molecular Space Control of LB films by Introducing Spacer Molecules." Molecular Crystals & Liquid Crystals. (1999)
