無機-有機ハイブリッド配位空間の制御による非線形光学機能の創成

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まず、ハイブリッドLB膜の生成メカニズムに関し、さらなる解明を進めた。これまでの研究で、粘土鉱物と有機系分子との複合化は、有機系分子の揮発性溶媒溶液を水面に展開後すぐに生じること、得られた膜中の分子配向は粘土表面の構造を反映した特異的なものであることを明らかにしてきている。これらの知見を鑑みると、分子を展開した直後の時点で、既に分子配列の揃った膜が気水界面に生成していると予想される。そこで、分子を展開する水面の面積と、展開される分子の断面積の合計が等しくなるように溶液を粘土の水懸濁液上に展開することで、圧縮過程を省略するLB膜作製方法を考案した。この手法を、通常のLB法により膜を作成する場合、圧縮行程に長い待ち時間を必要としていたスチルバゾリウム誘導体に適用してみたところ、極めて短時間で、かつ簡便に、質の高いハイブリッドLB膜が作製できることが実証できた。また、粘土表面に吸着した分子の密度が低い場合にも、多層膜化が再現性良く行えるようにするための方法の確立を目的とした研究を行った。その結果、垂直浸積法に比べ、水平付着法の方がハイブリッドLB膜の多層膜化に好適なこと、Layer-by-layerの手法により、塩化ステアリルアンモニウムをスペーサーとして挿入すると、極めて再現性良く多層膜化が行えることを見いだした。さらに、非線形光学材料としての潜在的な可能性は高いものの、as grownの状態では非線形光学特性を示さない金属錯体分子をハイブリッドLB膜化し、この系ならではの特異な配位空間を利用して、物質から優れた非線形光学特性を誘起することを試みた。その結果、金属錯体を粘土LB膜化することで、共鳴により増強された大きな非線形光学定数を利用し、高効率な非線形光学材料を創製できる可能性があることを見い出した。