赤外超高感度ATR法による機能性LB膜の研究

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水面上に展開した両親媒性物質の単分子膜を固体基板上に累積したラングミュア-・ブロジェット膜(LB)膜は、新しい機能性を持った分子素子として使える可能性を持つので注目を浴びているが、本研究は最近開発された超高感度ATR法により、極く薄い機能性LB膜の構造を調べることを目的としている。この方法は半円柱型のGe製ATR一回反射プリズムを用い、大きい入射角で赤外線を入射し、プリズムと平面銀膜の間に作製したLB膜のFT-IRスペクトルを感度良く測定するものである。その際、試料の作製法として(1)プリズム平面上にLB膜を作製し、その上から銀膜を真空蒸着法により裏打ちする方法、(2)ガラス板上にまず銀膜を蒸着し、その上にLB膜を作り、Geプリズムに密着させる方法、(3)プリズム平面上にLB膜を作製し、シリコンゴムに蒸着しておいた銀膜を圧着させる方法、(4)シリコンゴムに銀膜を蒸着し、その上にLB膜を作り、プリズム平面に圧着させる方法の4通りが考えられるので、各方法につきステアリン酸カドミウムの1層LB膜を用いてテストした。その結果(1)の方法では、本来1433cm^<-1>に予期されるCOO^-対称伸縮バンドが1395cmに^<-1>に出現したが、これは銀蒸着によりカドミウム塩が銀塩に変化してしまい、本来のカドミウム塩LB膜の状態を調べるには不適当であることが分かった。また(2)の方法では、プリズム平面とガラス平面との密着性が良くないため、強度増大が認められなかった。それに対して(3)や(4)の方法では、いずれもステアリン酸カドミウムの良好なスペクトルが強く観測されることが判明した。実用的には、ATRプリズムを繰り返し使用する必要から、(4)の方法が最善であると結論した。このように基礎技術が確立したので、今後交互累積膜をはじめとした機能性LB膜の構造解析への応用が約束されたことになる。