大環状分子薄膜の機能と設計に関する研究

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(1)ミセル電解法で作製した薄膜の電気的、光学的特性および光電気化学的手法による有機画像形成:ミセル電解(END)法の原理は既存の製膜法とは異なっており、疎水性の有機化合物に広く適用できる。EMD法で作製した有機薄膜は、そのSEM写真とX線回折像の解析および電気化学的測定の結果より顔料の1次粒子から構成される多孔質構造になっていることが判明した。またEMD膜の高い光電変換効率は膜の多孔質構造、すなわち溶液浸透性に因ることが分かった。EMD法と無機半導体電極上での光電気化学反応を組み合わせて、両者の長所を合わせ持った新しい有機薄膜作製法である光ミセル電解(PMD)法を開発した。この方法では、光照射領域を選択することによって任意の疎水性有機化合物の自由なパターンの有機薄膜を作製することができた。また膜の厚さは光照射時間の調節によって可能である。PMD法では光生起する正孔の強い酸化力を利用するので、EMD法のように界面活性剤の疎水部に易酸化性のフェロセンを導入する必要がなく、通常の界面活性剤を用いても有機薄膜を作製することが可能となる。(2)有機分子薄膜のエネルギー構造の解明:可視光と近赤外光の同時照射を行う2波長光励起法を用いて有機分子固体のギャップ内準位などエネルギー構造の解明を試みた。ポルフィリン薄膜を異種の金属で狭んだショットキ型の光電池を作製し、それをSoretバンドの可視光(第1光)と近赤外光(第2光)により同時照射すると、それぞれ単独照射したとき流れる光電法の単純和以上の光電流が流れる協同現象が観察された。この現象をもたらす因子として、外因性および内因性のものが考えられるが、今のところ内因性のポルフィリン分子の励起3種項状態が関与している可能性が大きいと考えられる。