メソ構造を有する光機能性色素-無機ハイブリッド材料の光電子励起を用いた合成

光电子激发合成介观结构光功能染料-无机杂化材料

基本信息

批准号：
08750807
负责人：
今井宏明
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Keio University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、溶液からの析出により色素を含むメソ構造を有する有機-無機ハイブリッド膜を基板上に直接合成し、高い光機能と耐久性を併せ持つ材料の創製を第一の目的とし、さらに非熱的な選択的電子励起による膜の改質手法の検討を第二の目的とした。第一段階として、機能性色素としてレーザ色素ロ-ダミンBおよび非線形光学効果の大きいディスパーズレッド1(DR1)を含有するシリカ系薄膜の合成を試み、数種のシリコンアルコキシドの溶液系からの膜析出および色素の取り込みについて検討した。その結果、フェニル基を有するシリコンアルコキシドを色素と共に水に溶解し、pHを調整して、基板上に色素含有薄膜を形成することが出来た。この薄膜の紫外-可視スペクトルは色素溶液のそれとほぼ一致しており、色素は膜内で良好に分散されている。またX線回折によれば色素を含まない膜にはない低角のピークが見られ、色素を構造単位とした10Åオーダーのメソ周期構造の形成が示唆された。DR1含有薄膜にポーリングを施し第2次高調波発生を測定したところ、薄膜中の色素は電場により配向しないことが示唆された。以上の結果から色素分子が強固に無機骨格に保持され、メソレベルの周期構造が形成されたと考えられる。また、保持された色素のより高度な活用のためには薄膜形成時における色素分子の配向性制御が必要であることがわかった。第二段階として、電子励起による薄膜の改質のため、180kVの電子線を400Mrad以上照射すると薄膜は緻密化するが、色素分子も分解され、非熱的プロセスとしてのメリットが得られなかった。今後は電子線のエネルギー制御あるいは光子による電子励起を検討する必要が有る。

在这项研究中，主要目的是直接合成通过溶液沉淀的有机无机杂交膜，并创建具有高光功能和耐用性的材料，次要目标是通过选择性选择性电子激发来调查一种方法来改革膜，这不是热的。作为第一步，我们试图合成一个基于二氧化硅的薄膜，该薄膜含有激光染料雄激光的rodamine b，并分散红色1（DR1），该薄膜具有较大的非线性光学效应，并研究了从溶液系统和染料摄取中的几种硅氧化物的沉积。结果，将含苯基二氧化硅的烷氧化物与染料一起溶解在水中，并调整pH值以在底物上形成含染料的薄膜。这种薄膜的紫外线可见光谱与染料溶液的光谱大致一致，染料很好地分散在膜中。 X射线衍射还显示了一个低角度峰，该峰不存在于不包含染料的膜中，表明在10Å阶的介质结构形成，并以染料为结构单位。对含DR1的薄膜进行了poling，并测量第二谐波的产生表明，薄膜中的染料并未被电场所取向。从上述结果中可以认为，色素分子被牢固地保留在无机骨架中，并形成了中级周期性结构。还发现，在薄膜形成过程中控制染料分子的方向对于更先进的保留染料是必不可少的。第二步，由于电子激发对薄膜的修饰，以180 kV的电子束为400 mrad或更多的辐射将导致薄膜致密化，但是染料分子也被分解，并且没有获得非功绩作为非热过程。将来，有必要考虑电子束或基于光子电子激发的能量控制。