光機能薄膜電子状態の光・空間制御による近赤外域超高速応答材料の開発と応用

通过光学和空间控制光学功能薄膜的电子态开发和应用近红外区超快响应材料

• 批准号: 14050049
• 负责人: 長村 利彦
• 金额: $ 2.05万
• 依托单位: Shizuoka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14050049/
• 关键词: 近赤外域応答材料; クロモフォア間相互作用; 複素屈折率変化; 電荷共鳴吸収; フェムト秒レーザー; ダイマーラジカルカチオン

光による電子遷移あるいは電子移動に伴い、超高速で吸収、屈折率、発光挙動、分子構造、導電性などの変化が起こる。これを適当な構造の界面や膜と組み合わせることによりエネルギー変換や高度情報変換に用いることができる。本研究では、光通信システムとの適合に不可欠な近赤外域を含む広い波長域での大きなかつ超高速の屈折率変化材料あるいは発光材料の開発、それらを含む光機能薄膜の構成と各種光情報処理応用をめざし、本年度は、主としてクロモフォア間相互作用制御と電荷広がり制御の二つのアプローチで近赤外域応答材料の開発と評価を行った。光電子移動による還元状態でのみ相互作用あるいはπ電子系の大きな広がりを示し、近赤外の吸収変化を示すことが期待されるピリジニウム基を合む二つの酸化還元クロモフォアを異なる構造のアルキル基で連結した化合物、あるいは二つのピリジニウム基を適当な構造のπ電子系に導入した化合物を合成した。これらと種々の対イオンで塩を形成し、定常光あるいはフェムト秒レーザー照射による吸収変化を観測した。トリメチレン鎖で連結した化合物のテトラフェニルホウ酸塩は、イオン対間で光誘起電子移動し、ラジカル生成による着色を示す。それに加えて、近赤外域で光生成ラジカルと元のカチオンの分子内電子的相互作用による電荷共鳴吸収を示した。分子間電荷共鳴は観測されなかった。その吸収極大は電荷の広がりと重なり型に対応して、950-1742nmの広い範囲で制御できた。さらに、アセトニトリル中の同条件での光照射により、連結型と単独型で全く異なるESRスペクトルが観測された。計算結果との比較から、前者は二つのクロモフォアで不対電子一個を共有したシアノピリジニルダイマーラジカルカチオン、後者は同モノマーラジカルに帰属され、吸収スペクトルの結果とよく対応した。

Light, electron migration, electron mobility, ultra-high-speed absorption, refractive index, luminescence, molecular structure, conductivity, etc. The structure of the interface and the film composition are different. This study is aimed at evaluating the development and development of optical information processing applications for optical communication systems, including optical functional thin films, in the near infrared region, in the wavelength region, in the ultra-high-speed refractive index conversion materials, in the near infrared region, and in the near infrared region. Photoelectron mobility in the reduction state of the interaction between the large π electron system, near infrared absorption change, and expected to be a combination of two groups of acidic reduction elements, a structure of a single group of linked compounds, a structure of two groups of appropriate π electron system, and a synthesis of compounds. For example, if you want to change the color of the film, you can change the color of the film. Light induced electron mobility, light induced electron formation, and light induced electron migration are shown in the compound. The interaction of intramolecular electrons and charge resonance absorption in the near red domain The intermolecular charge resonance is measured. The absorption maximum charge is controlled by the range of 950-1742nm. In addition, in the same condition, the light irradiation, the link type and the unique type are all different from each other. The results of calculation are compared with those of the former and the latter respectively.

项目成果

長村利彦: "色素含有高分子薄膜の光励起超高速複素屈折率変化に基づく分子フォトニクス"高分子. 51(12). 948-951 (2002)

Toshihiko Nagamura：“基于含染料聚合物薄膜的光激发超快复折射率变化的分子光子学”Kobunshi 51(12) (2002)。

Toshihiko Nagamura: "Ultrafast all-optical spatial light modulation based on complex refractive index changes of copper phthalocyanine-doped polymer film upon photoexcitation in guided mode geometry"Optics Communications. 205(1-3). 107-112 (2002)

Toshihiko Nagamura：“基于导模几何光激发时铜酞菁掺杂聚合物薄膜的复杂折射率变化的超快全光学空间光调制”光学通讯。

Sang Hyun Park: "First Observation of Monomer and Dimer Radical Cation upon Photoreduction of Cyanopyridinium Derivatives in Solution by ESR and Absorption Spectroscopy"Journal of Physical Chemistry, A. 106(49). 11987-11991 (2002)

Sang Hyun Park：“通过 ESR 和吸收光谱首次观察溶液中氰基吡啶鎓衍生物光还原时单体和二聚体自由基阳离子”物理化学杂志，A. 106(49)。

長村利彦: "膜による光エネルギーの化学・電気・光変換"オレオサイエンス. 3(1). 19-28 (2003)

Toshihiko Nagamura：“膜对光能的化学、电和光学转换”Oleoscience 3(1) (2003)。

Toshihiko Nagamura: "All-Optical Reflectance Control based on Photoinduced Complex Refractive Index Changes in Guided Mode Thin Films Containing Indium or Gallium Phthalocyanines"Journal of Nonlinear Optical Physics and Materials. 11(3). 205-218 (2002)

Toshihiko Nagamura：“基于含铟或镓酞菁的导模薄膜中光致复折射率变化的全光学反射率控制”非线性光学物理与材料杂志。