分子会合体の特異的光化学、光物理過程の解明とフォトニクス材料への応用

本研究は、フォトニクス材料の創成を目標として種々の分子会合体もしくは分子集合体の非線形光学応答に関して基礎と応用の両面から検討するものであり、研究初年度にあたる本年度は、自己集積化反応で得られる有機分子集合体の非線形光学応答について重点的に以下の様な検討を行った。1、モデル分子会合体の作成と会合形態の検討分子会合体として、チオールSelf-Assembly(SA)膜をモデル系として検討した。チオール分子の炭素鎖長や側鎖構造、あるいは自己集積化反応に用いる溶媒や反応条件等の違いが分子集合体としてのSA膜構造やSA膜形成反応に及ぼす点について検討するために、SA膜修飾基板の表面屈折率変化をモニターするホログラフィックな手法を新規に開発して、多結晶Au基板上のSA膜形成過程をその場観察することに成功した。2、金単結晶上におけるチオールSelf-Assembly(SA)膜形成上記手法により金多結晶上でSA膜形成に要する時間がチオール初期濃度に依存すること、また炭素鎖長が短い場合には電極ブロッキング特性が十分には得られないこと等が明らかになった。これを踏まえ、分子会合体の固定化をも考慮に入れて金単結晶上でSA膜形成反応を数種類の直鎖チオールを用いて行った。このとき、XRDや顕微FT-IR等の手法を用いて、火炎溶融法で作成した金単結晶微小球の微小ファセット面方位やSA膜内の分子配列などについて基礎的なキャラクタリゼーションを行い、所期の試料が得られたことを確認した。3、分子超薄膜で修飾されたAu(lll)面における光第二高調波発生の回転異方性測定SA膜修飾といった簡便な手法で界面原子配列の制御ができれば新規な界面制御、界面エンジニアリングの可能性が拓けるものとの期待から、SA膜修飾されたAu(lll)面における原子配列制御の可能性に関して基礎的な検討を行った。その際、下地Au単結晶原子配列の再構成構造を電気化学的に制御したり、また第二高調波発生の回転異方性からこれを明確に評価できること等を実際に測定したより明らかにできた。

本研究は、フォトニクス材料の創成を目標として種々の分子会合体もしくは分子集合体の非線形光学応答に関して基礎と応用の両面から検討するものであり、研究初年度にあたる本年度は、自己集積化反応で得られる有機分子集合体の非線形光学応答について重点的に以下の様な検討を行った。1、モデル分子会合体の作成と会合形態の検討分子会合体として、チオールSelf-Assembly(SA)膜をモデル系として検討した。チオール分子の炭素鎖長や側鎖構造、あるいは自己集積化反応に用いる溶媒や反応条件等の違いが分子集合体としてのSA膜構造やSA膜形成反応に及ぼす点について検討するために、SA膜修飾基板の表面屈折率変化をモニターするホログラフィックな手法を新規に開発して、多結晶Au基板上のSA膜形成過程をその場観察することに成功した。2、金単結晶上におけるチオールSelf-Assembly(SA)膜形成上記手法により金多結晶上でSA膜形成に要する時間がチオール初期濃度に依存すること、また炭素鎖長が短い場合には電極ブロッキング特性が十分には得られないこと等が明らかになった。これを踏まえ、分子会合体の固定化をも考慮に入れて金単結晶上でSA膜形成反応を数種類の直鎖チオールを用いて行った。このとき、XRDや顕微FT-IR等の手法を用いて、火炎溶融法で作成した金単結晶微小球の微小ファセット面方位やSA膜内の分子配列などについて基礎的なキャラクタリゼーションを行い、所期の試料が得られたことを確認した。3、分子超薄膜で修飾されたAu(lll)面における光第二高調波発生の回転異方性測定SA膜修飾といった簡便な手法で界面原子配列の制御ができれば新規な界面制御、界面エンジニアリングの可能性が拓けるものとの期待から、SA膜修飾されたAu(lll)面における原子配列制御の可能性に関して基礎的な検討を行った。その際、下地Au単結晶原子配列の再構成構造を電気化学的に制御したり、また第二高調波発生の回転異方性からこれを明確に評価できること等を実際に測定したより明らかにできた。