色素J会合体におけるメゾスコピック構造の形成機構と非線形光学応答に関する研究

染料J聚集体介观结构和非线性光学响应形成机制研究

基本信息

批准号：
15740180
负责人：
濱中泰
金额：
$ 2.37万
依托单位：
Nagoya Institute of Technology (2004)Nagoya University (2003)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

今年度は昨年度に引き続き、J会合体を形成する6Me-DS色素と単体ではJ会合体を形成しないメロシアニン誘導体のDO色素を対象として、混合系におけるJ会合体の構造と相の安定性を明らかにすることを目的とし、研究を実施した。6Me-DS色素とDO色素の混合LB膜([6Me-DS]_<1-x>[DO]_x)を作製し、吸収・発光スペクトルの測定により、J会合体を構成する分子の配列構造や光学特性を調べた。0≦x≦0.8の吸収スペクトルにはJ会合体に起因するJバンドが観測されたが、0.9≦x≦1.0では観測されなかった。これは0≦x≦0.8ではJ会合体が形成されるが、0.9≦x≦1.0ではJ会合体が形成されないことを示している。吸収スペクトルをスペクトル分解し、各組成xでのJバンドとモノマーバンドのスペクトルウェイトを求めた。スペクトルウェイトは吸収を与える分子数に比例するので、J会合体を形成している分子数とモノマーの分子数の組成依存性を調べることができる。解析の結果得られた結論を以下にまとめる。1)0≦x≦0.3では6Me-DSのJ会合体とDOのモノマーは相分離する。2)0.4≦x≦0.8では一部のDO分子と6Me-DS分子が固溶してJ会合体を形成する。2)の結果は発光スペクトルの解析からも確認することができた。J会合体の発光帯の積分強度は0.4≦x≦0.8において6Me-DS色素の分子数に比例する値よりも大きくなった。これはDO分子が6Me-DS分子と固溶してJ会合体を形成することに対応している。また、0.6≦x≦0.7では発光の量子効率が6Me-DSだけのJ会合体と比較して増大することがわかった。レーザー走査顕微鏡を用いて発光像を測定し、J会合体のドメイン構造を調べた。固溶領域でドメインサイズが増大し、分子配列が安定化することがわかった。

继去年之后，本财年，我们将明确混合体系中J聚集体的结构和相稳定性，针对形成J聚集体的6Me-DS染料和不形成J聚集体的部花青衍生物DO染料我们进行了一项研究，目的是：我们制作了6Me-DS染料和DO染料的混合LB膜（[6Me-DS]_<1-x>[DO]_x），并测量了吸收和发射光谱以确定构成J-的分子的排列结构。研究了聚集体和光学性质。在0≤x≤0.8的吸收光谱中观察到由J聚集体引起的J带，但在0.9≤x≤1.0的情况下没有观察到J带。这表明当0≤x≤0.8时形成J聚集体，但当0.9≤x≤1.0时不形成J聚集体。对吸收光谱进行光谱分解，并确定每个组合物x处的J谱带和单体谱带的光谱权重。由于光谱权重与提供吸收的分子数量成正比，因此可以研究形成 J-聚集体的分子数量和单体分子数量的组成依赖性。分析得出的结论总结如下。 1)当0≤x≤0.3时，6Me-DS的J聚集体和DO的单体发生相分离。 2)当0.4≤x≤0.8时，部分DO分子与6Me-DS分子形成固溶体，形成J聚集体。 2)的结果也通过发射光谱的分析得到证实。 J聚集体的发射带的积分强度大于在0.4≤x≤0.8时与6Me-DS染料的分子数成比例的值。这对应于 DO 分子与 6Me-DS 分子形成固溶体以形成 J-聚集体。此外，当0.6≤x≤0.7时，发现与单独的6Me-DS的J聚集体相比，发光的量子效率增加。我们使用激光扫描显微镜测量了发光图像并研究了 J 聚集体的域结构。研究发现，固溶体区域的磁畴尺寸增大，分子排列变得稳定。