ハイパーブランチ型Ge-Ge鎖からなるゲルマニウムポリマーの超高屈折率特性制御

由超支化Ge-Ge链组成的锗聚合物的超高折射率特性的控制

• 批准号: 21656157
• 负责人: 渡辺 明
• 金额: $ 1.73万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21656157/
• 关键词: 無機高分子; 高屈折率材料

本研究では、屈折率が2を超える超高屈折率ポリマーの創製を目指し,主鎖がGe-Ge結合のみからなるハイパーブランチ(分岐)型ゲルマニウムポリマーにおいて,その主鎖構造や側鎖の有機置換基構造の分子設計・合成を行い,そのポリマー構造と屈折率との関係を明らかにする。さらに,そのポリマーの塗布薄膜を前駆体として,レーザー光照射や加熱処理による化学構造変化を用い,無機ゲルマニウム系薄膜への変換により,さらなる高屈折率化を行うことを目的とした研究を行った。ハイパーブランチ(分岐)型ゲルマニウムポリマーの合成は、四塩化ゲルマニウムを出発原料としてMgを用いたGrignard反応と有機臭化物を用いたキャッピング反応によって行った。これによって、種々のアルキルおよびアリール基を有するハイパーブランチ型のGe-Ge骨格を有する有機ゲルマニウムナノクラスター(OrGe)を合成した。OrGeのスピンコート薄膜は、加熱によって300℃付近から有機側鎖の脱離を伴う無機ゲルマニウム化し、さらに500℃での加熱によって結晶性ゲルマニウムへと変換されることが、顕微ラマンスペクトルやXPSスペクトルによって明らかにされた。これによって、屈折率が2.5を超える高屈折率薄膜を形成することができた。また、高屈折率のGe微細パターンを、レーザー直接描画法によって形成することが可能であった。さらに、干渉露光法やナノインプリント法によって、高屈折率微小構造体を形成し、波長フィルターとしての機能を得ることができた。

在这项研究中，我们的目标是创造折射率超过2的超高折射率聚合物。我们的目标是创造折射率超过2的超高折射率聚合物。基本结构的分子设计和合成将是进行，并且将阐明聚合物结构与折射率之间的关系。此外，我们进行了研究，目的是通过使用涂覆的聚合物薄膜作为前体，并通过激光照射和热处理改变化学结构，将其转化为无机锗基薄膜。以四氯化锗为起始原料，通过镁的格氏反应和有机溴化物的封端反应合成了超支化锗聚合物。结果，我们合成了具有含有各种烷基和芳基的超支化Ge-Ge骨架的有机锗纳米团簇（OrGe）。显微拉曼光谱和XPS光谱表明，OrGe旋涂薄膜在300℃左右加热时转变为无机锗，有机侧链脱离，然后在500℃加热时转变为结晶锗。结果，我们能够形成折射率超过2.5的高折射率薄膜。此外，可以通过激光直写形成高折射率Ge微图案。此外，通过使用干涉曝光法或纳米压印法，我们能够形成高折射率的微结构并获得波长滤波器的功能。

项目成果

Optical Properties of Organogermanium Polymer

有机锗聚合物的光学性质

• 发表时间: 2009
• 作者: R. Fujii;A. Watanabe;T. Miyashita
• 通讯作者: T. Miyashita

有機ゲルマニウムポリマーによる高屈折率微細構造体の形成

使用有机锗聚合物形成高折射率微结构

• 发表时间: 2010
• 作者: K.Sasaki;上高原理暢;渡邉則昭;井奥洪二;Akira Watanabe;渡辺明;渡辺明;渡辺明;渡辺明;渡辺明;渡辺明;Akira Watanabe;渡辺明;藤井亮介
• 通讯作者: 藤井亮介

金属および半導体インクを用いたレーザー直接描画法による微細パターン形成

使用金属和半导体墨水通过激光直写法形成精细图案

• 发表时间: 2009
• 作者: 渡辺明;藤井亮介;宮下徳治
• 通讯作者: 宮下徳治

主鎖骨格がSi-Si結合やGe-Ge結合からなるネットワークポリマー

主链骨架由Si-Si键或Ge-Ge键组成的网络聚合物

• 发表时间: 2009
• 作者: K.Sasaki;上高原理暢;渡邉則昭;井奥洪二;Akira Watanabe;渡辺明;渡辺明;渡辺明;渡辺明;渡辺明;渡辺明;Akira Watanabe;渡辺明;藤井亮介;小川貴裕;藤井亮介;藤井亮介;Takahiro Ogawa;Takahiro Ogawa;Ryosuke Fujii;A.Watanabe;小川貴裕;藤井亮介;渡辺明;渡辺明;藤井亮介;渡辺明
• 通讯作者: 渡辺明

機ゲルマニウムポリマーを用いた屈折率制御と微細パターンの作製

使用锗聚合物进行折射率控制和精细图案创建

• 发表时间: 2010
• 作者: K.Sasaki;上高原理暢;渡邉則昭;井奥洪二;Akira Watanabe;渡辺明;渡辺明;渡辺明;渡辺明;渡辺明;渡辺明;Akira Watanabe;渡辺明;藤井亮介;小川貴裕;藤井亮介;藤井亮介
• 通讯作者: 藤井亮介