水面展開法によりドープ分子を配向制御した高分子薄膜による電気光学効果

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水面展開膜は非対称な構造を持つ高分子超薄膜である。水面展開膜に分散した非線形光学活性な両親媒性色素はその配向が膜に垂直方向へ制御され、第二高調波発生が見られることが既に明らかにされている。本研究では、積層した水面展開膜を用いて電気光学デバイスを作製し、積層膜の電気光学定数とその減衰特性を評価した。水面展開膜のベースとなるポリマーにはPMMAを用い、光機能分子として5種類のアゾ系色素をポリマーに分散させた。Disperse Red 1,Disperse Red 19を色素として用いた場合には、ポーリングの際の電場の印加方向によって電気光学定数が異なるという特異な現象が見られた。この現象は水面展開膜の非対称な構造が分子配向を規制していることを意味している。いくつかの実験によって、分子のOH基とPolyoxyethylene鎖をもつ界面活性剤との相互作用が、特異な電場配向特性を生む原因であろうと予測された。水面展開膜の非対称な構造に敏感に応答するように分子構造を最適化することで、色素分子のより良い配向性と配向安定性を得ることが出来るであろう。本研究はポリマー中の機能分子を高効率かつ安定に配向させる新しい手法の確立を意図したものであり、有機物によるEOデバイス研究開発の新しい流れを作るきっかけになると期待される。