水素結合性強誘電ポリマーの電気光学効果

高度情報化社会の到来とともに光通信容量は飛躍的に増大し、それに伴い光情報材料の高性能化は、ますます重要になることが予想される。光ファイバーの高速化にともない光変調素子の高速化は緊急の課題となっている。それというのも従来の無機強誘電体や半導体では既に対応できない周波数域に達しているからである。一方、非線形光学有機材料は、π電子を利用するため非常に高速の変調・波長変換をすることができる。このため世界各国でこの分野の研究が活発に行なわれている。本研究では、高分子強誘電体の特徴である加工性と分極安定性に有機非線形光学材料の高速・高効率を賦与することを目的としている。これらを実現するため、水素結合性のポリアミド、ポリウレタン、ポリフェニレンスルフィド骨格にシアノ基や非線形分子をを導入した全く新しい強誘電性高分子を提案している。この高分子は比較的簡単に合成でき、加工性に優れ、熱的力学的にも非常に安定である。さらにシアノフェニル基やニトロフェニル基を伴う主鎖では外部電界で反転させることができた。すなわち強誘電性を示した。さらに電気光学効果を測定したところ、単独高分子系としてはトップクラスの値を示した。これは従来の分子内相互作用だけでなく、電界により分子間の電子移動がより活発になったことを示している。これは全く新しいメカニズムであり今後の分子設計に新しい概念を提案している。

高度情報化社会の到来とともに光通信容量は飛躍的に増大し、それに伴い光情報材料の高性能化は、ますます重要になることが予想される。光ファイバーの高速化にともない光変調素子の高速化は緊急の課題となっている。それというのも従来の無機強誘電体や半導体では既に対応できない周波数域に達しているからである。一方、非線形光学有機材料は、π電子を利用するため非常に高速の変調・波長変換をすることができる。このため世界各国でこの分野の研究が活発に行なわれている。本研究では、高分子強誘電体の特徴である加工性と分極安定性に有機非線形光学材料の高速・高効率を賦与することを目的としている。これらを実現するため、水素結合性のポリアミド、ポリウレタン、ポリフェニレンスルフィド骨格にシアノ基や非線形分子をを導入した全く新しい強誘電性高分子を提案している。この高分子は比較的簡単に合成でき、加工性に優れ、熱的力学的にも非常に安定である。さらにシアノフェニル基やニトロフェニル基を伴う主鎖では外部電界で反転させることができた。すなわち強誘電性を示した。さらに電気光学効果を測定したところ、単独高分子系としてはトップクラスの値を示した。これは従来の分子内相互作用だけでなく、電界により分子間の電子移動がより活発になったことを示している。これは全く新しいメカニズムであり今後の分子設計に新しい概念を提案している。