多光子放出電子の熱刺激再結合発光による高分子固体の電子捕捉能評価

通过多光子发射电子的热受激复合发射评估聚合物固体的电子捕获能力

• 批准号: 06651049
• 负责人: 土田 亮
• 金额: $ 0.83万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-06651049/
• 关键词: 多光子励起; 電子放出; 電子移動; 熱刺激発光; 電荷再結合発光; 高分子固体; 電子捕捉; 電子親和力

高分子固体中に生成した電子の挙動は、電子移動理論に対する基礎的な知見を与えるだけでなく、乾式複写装置やレジスト、そして高絶縁性高分子材料等の開発のために重要である。我々は以前に、高分子固体中にドープした低分子芳香族クロモホアを、強力なパルスレーザーで多光子励起することにより、高分子固体中に副反応なく容易に電子を生成できることを見いだした。更に我々は、この放出電子は高分子媒体を昇温することにより親分子と再結合し、その際に親分子の電子励起状態を再生し、発光を生じさせることも見いだした。本研究は、この再結合発光により、高分子固体の電子親和力を評価することと、高分子分子鎖の熱運動によって生じる転移温度を検出することを目的として行った。得られた結果の概要を以下に示す。1.ポリメタクリル酸メチル等のエステル側鎖を持つ高分子は、大きな電子捕捉能を示した。これは、エステル側鎖の電子親和力がある程度大きいことと、捕捉電子がエステル側鎖の分解、高分子の主鎖切断を引き起こし安定化されるためであることがわかった。芳香属ポリエステル系の高分子では、電子は芳香環のアニオンラジカルとして捕捉され、やはり安定であった。しかし、ポリスチレンの様な置換されていない芳香環の電子親和力は小さかった。2.20Kの極低温でレーザー照射によるイオン化を行うと、数十時間まで尾を引く発光が観測された。これはプレグローと呼ばれるもので、高分子の分子運動が凍結された状態での長距離電子移動モデルで解析できた。この結果によると、親分子からの放出電子は、半径約数ナノメートルの球殻状に分布していることが示された。3.プレグローの消失後、試料温度を20Kから300Kまで一定割合で昇温すると、温度に依存した発光が観測された。これはグローと呼ばれるもので、その発光量ピークは高分子の熱転移点と一致して、高感度な転移点検出法であることがわかった。

聚合物固体中产生的电子的行为不仅提供了有关电子传递理论的基本知识，而且对于开发干拷贝装置，抵抗和高度绝缘聚合物材料也很重要。我们先前发现，通过具有强大脉冲激光的聚合物固体中掺杂的小芳香族色团的多光芳族兴奋，可以轻松地在聚合物固体中产生电子。此外，我们发现发射的电子通过提高聚合物培养基通过母体分子重组，并且此时再生母体分子的电子激发态，从而导致发光。进行这项研究的目的是通过这种重组发射评估聚合物固体的电子亲和力，并检测由聚合物链的热运动引起的过渡温度。获得的结果在下面概述。 1。具有酯侧链（例如聚甲基甲基丙烯酸酯）的聚合物具有较大的电子捕获能力。之所以发现这是因为酯侧链的电子亲和力有些大，并且通过导致酯侧链分解和聚合物主链的破裂来稳定捕获的电子。在芳香聚酯聚合物中，将电子作为芳族环的阴离子自由基捕获，并且仍然稳定。但是，未取代的芳环（例如聚苯乙烯）的电子亲和力很小。当激光照射在极低的2.20k的温度下进行电离时，观察到尾部发射数十几个小时。这称为preglow，可以使用远程电子转移模型来分析聚合物的分子运动。这些结果表明，来自父分子的发射电子以大约几种纳米半径的半径为球形壳形成。 3。预卵消失后，以一定速率从20K到300K升高样品温度，并观察到温度依赖性发射。这称为发光，其发光峰与聚合物的热过渡点一致，并且被发现是检测过渡点的高度敏感方法。

项目成果

W.Sakai: "Main Chain Scission Reaction of Poly(methyl methacrylate)Caused by Two-Photon Ionization of Dopant" J.Polym.Sci.,Polym.Chem.Ed.(in press).

W.Sakai：“掺杂剂的双光子电离引起的聚（甲基丙烯酸甲酯）的主链断裂反应”J.Polym.Sci.，Polym.Chem.Ed.（出版中）。

A.Tsuchida: "Intrapolymer Excimer Formation Solely with the Full-Overlap Conformation in poly(2-vinylpyrene)" Polymer. (in press).

A.Tsuchida：“仅在聚（2-乙烯基芘）中完全重叠构象形成聚合物内准分子”聚合物。

T.Hayashi: "Photo-Induced Phase Transition of Side Chain Liquid Crystalline Copolymers with Photochromic Group" Eur.Polym.J.31. 23-28 (1995)

T.Hayashi：“具有光致变色基团的侧链液晶共聚物的光诱导相变”Eur.Polym.J.31。

A.Tsuchida: "Hole Resonance among More Than Two Carbazole Chromophore in poly(N-vinylcarbazole)" Macromolecules. (in press).

A.Tsuchida：“聚（N-乙烯基咔唑）中两个以上咔唑发色团之间的空穴共振”大分子。

A.Tsuchida: "Intramolecular Pyrene Excimer Formation of 1,3-Dipyrenylpropanes with Full and Partial Ring Overlaps" J.Phys.Chem.(in press).

A.Tsuchida：“具有完全和部分环重叠的 1,3-二芘基丙烷的分子内芘准分子形成”J.Phys.Chem.（出版中）。