機能性有機薄膜の励起状態ダイナミクスとメゾスコピック構造の時間分解SNOMによる研究

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ピラゾール誘導体、ethyl 4-formyl-1,3-dimethylpyrazole-5-carboxylate EFDPC)の固体薄膜状態におけるフォトクロミック反応に伴う構造変化ないし形態変化を走査プローブ顕微鏡で解明すると共に,ポリビニルアルコール薄膜の示す奇妙な薄膜構造と薄膜中のJ-会合体形成を解析した。1.ピラゾール誘導体薄膜の走査プローブ顕微鏡による研究固体薄膜においてはピラゾール誘導体にUV照射をして生成したフォトクロミック生成物は50〜60度の熱により元の化合物に戻る。しかしながら,フォトクロミック生成物にUV照射を続けると,生成物が表面から消失することを見いだした。いわば,半誘起昇華という非常に興味深い現象である。また,その時の局所的モルフォロジー変化を走査プローブ顕微鏡により解析した。ポリビニルアルコールなどの高分子で被覆すれば消失が防げること,単に熱を加えただけでは元の化合物に戻るだけであることなどから,生成物の光照射による1フォトン過程により量子収率100%近くの無輻射遷移が起きて局所的に熱が発生し,それが分子固体の昇華エネルギーに変換されたものと考えた。2.固体基盤上のメゾスコピック構造とJ-会合体ダイナミクス固体基盤上で,高湿度条件下で揮発性溶媒を用いるとホイール型のメゾスコピック構造を形成する事が知られているが,水溶性高分子,ポリビニルアルコール等でもメタノール等と混合するとホイール構造を形成することを見いだした。従来の潜熱によって表面に水滴が生成し,それによってホイール形成が誘起されると言う従来のメカニズムは,水溶性高分子には適用できない。試料作製の雰囲気,湿度および温度制御を行い,水溶性高分子がホイール構造を形成するメカニズムを探ったが,未だ解決出来ていない。また,シアニン系色素を混合すると,溶液中ではJ-会合体が形成しないにも関わらず薄膜中では容易にJ-会合体が形成されることを見いだし,そのメゾスコピック構造とダイナミクスを時間分解SNOM等で解析した。