大環状分子薄膜の機能と設計に関する研究

有機分子固体膜の構造制御による高効率化と高機能化に関して得られた研究成果を次に記述する。1)分子配列制御したポルフィリン固体薄膜:単結晶KC1(001)基板上に真空蒸着法により作製したポルフィリン膜と雲母基板上に同様にして作った膜の光化学電池の光電流を比較すると、前者は後者より数倍大きく効率的であることがわかった。また分子膜の赤外吸収スペクトル、SEMおよびTEM写真と電子線回折像の解析結果からKC1上に作製した膜では分子が電極に垂直に配向しており、雲母上に作製した膜は多結晶であることが判明した。すなわち電極方向にキャリアあるいはエルネギ-移動が容易になるよう分子の配列あるいは膜構造を制御することにより高効率化を達成できることが明らかになった。2)ミセル電解法による有機分子薄膜の作製:フタロシアニンと同様にポルフィリンについてもフェロセンで化学修飾した界面活性剤を用いるミセル電解法で薄膜を作製し、それらのモルフォロジ-や構造および光電気化学的特性を明らかにした。また一次粒子の調整法により膜の粗密(構造)を制御できることを実証した。3)光ミセル電解法による有機分子薄膜の作製:適当な界面活性剤で顔料を分散させた電解質溶液中に光透過性半導体電極を浸漬し、光マスクを通してバンドギャップ以上のエネルギ-をもつ光を照射すると、正孔により界面活性剤が酸化される結果、電極上に顔料の薄膜が成長することがわかった。この膜は顔料の一次粒子が析出、堆積しただけであることが電子顕微鏡写真によって確認された。この方法の大きな特徴は、スポットなどあらゆる微細模様の画像が形成できることである。現時点で、分解能数十ミクロンでのマルチカラ-像の形成ができるようになっている。

有機分子固体膜の構造制御による高効率化と高機能化に関して得られた研究成果を次に記述する。1)分子配列制御したポルフィリン固体薄膜:単結晶KC1(001)基板上に真空蒸着法により作製したポルフィリン膜と雲母基板上に同様にして作った膜の光化学電池の光電流を比較すると、前者は後者より数倍大きく効率的であることがわかった。また分子膜の赤外吸収スペクトル、SEMおよびTEM写真と電子線回折像の解析結果からKC1上に作製した膜では分子が電極に垂直に配向しており、雲母上に作製した膜は多結晶であることが判明した。すなわち電極方向にキャリアあるいはエルネギ-移動が容易になるよう分子の配列あるいは膜構造を制御することにより高効率化を達成できることが明らかになった。2)ミセル電解法による有機分子薄膜の作製:フタロシアニンと同様にポルフィリンについてもフェロセンで化学修飾した界面活性剤を用いるミセル電解法で薄膜を作製し、それらのモルフォロジ-や構造および光電気化学的特性を明らかにした。また一次粒子の調整法により膜の粗密(構造)を制御できることを実証した。3)光ミセル電解法による有機分子薄膜の作製:適当な界面活性剤で顔料を分散させた電解質溶液中に光透過性半導体電極を浸漬し、光マスクを通してバンドギャップ以上のエネルギ-をもつ光を照射すると、正孔により界面活性剤が酸化される結果、電極上に顔料の薄膜が成長することがわかった。この膜は顔料の一次粒子が析出、堆積しただけであることが電子顕微鏡写真によって確認された。この方法の大きな特徴は、スポットなどあらゆる微細模様の画像が形成できることである。現時点で、分解能数十ミクロンでのマルチカラ-像の形成ができるようになっている。