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色素を用いない構造発色体の作製

不使用染料的结构色材料的制备

基本信息

批准号：
14655027
负责人：
齋藤彰
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は、色素を用いないで構造色による発色膜を作ることである。その際、自然界の構造発色体(モルフォ蝶の翅など)に匹敵する特性を実現すること(高い反射率、干渉色ながらその常識に反して虹色でない擬単色性、スペックル様のきらめき)、また最終的にはその光学特性を解析して理論を検証すること、が必要である。初年度に準備段階で、モルフォ蝶の鱗粉を走査型電子顕微鏡で精緻に観察し、生物学上興味深い事実(ミクロな擬態)を発見した。その後、肝心の表題の目的について、発色体の試作品製作を試みていた。今年度になって試作品が完成した結果、当初の理論的予想にかなり近い状態で、光学特性が再現されていることがわかった。具体的には以下の通りである。作製にあたり、はじめに多層膜形成の前の基板として、300nm程度のランダムな粗さ(ただしモルフォ蝶の実物と同様、1次元異方性をもつ乱雑さ)をもつ石英研磨面を用意する。これが虹色干渉を抑制し、スペックルを生じ、かつ有限角度で反射率を高める条件になる。つぎに、異なる屈折率2種で構成される誘電体多層膜を、膜厚を制御しつつ蒸着する。ここで1つの工夫は、最終工程でパターニング加工により1次元溝を作製する、という困難な作業を行うのでなく、当初の基板加工の段階で、乱雑さを含めながら「溝加工を制御して」作りこむことである。この結果得られた基板は、本文冒頭に記したような、一見矛盾する要素を兼ね備えた光学特性をもつことがわかった。さらに溝加工の条件を変えて比べた結果、理論的な予想どおり、蒸着前の下加工パラメータと蒸着膜の双方が特性に効いており、それが100nmオーダーで影響することがわかった。今後この成果をもとに、より精繊な光学測定を行い、理論的な検証を詰めてゆく必要がある。さらに、社会に役立つ製品化へ向けてのコストダウン、大量生産への工夫、さまざまな波長の発色体への応用、などをこれからの課題として進めてゆく予定である。

The purpose of this study is to construct a color film. In the meantime, it is necessary to analyze the optical characteristics of natural structural color bodies (such as butterflies and butterflies), and finally to prove them theoretically. In the early years, the preparation stage, the scale and powder of the butterfly were examined by electron microscope, and the biological interest was deeply realized. The purpose of the topic of the liver heart is to test the production of the test work of the color body This year's test work is completed, the original theory is expected to be in a close state, and the optical characteristics are reproduced. Specific The substrate before multilayer film formation shall be prepared, and the thickness of the substrate shall be 300nm. The quartz polishing surface shall be prepared. For example, the color of the rainbow is suppressed, the color of the rainbow is reduced, and the reflectivity is increased under the condition of limited angle. Two kinds of dielectric multilayer films are composed of different refractive index and film thickness. 1. Time, final engineering, groove processing, difficult operation, initial substrate processing stages, chaos, etc. The result is that the substrate is not the same as the article, and the first contradiction is the optical characteristic. The processing conditions of the film are different from the results, theoretical expectations, and the characteristics of both sides of the film before evaporation. In the future, the results of optical measurement and theoretical verification are necessary. In the future, the society will focus on the development of products, the time for mass production, the use of wavelength and color development, and the development of future projects.