鎖長を制御した一次元的有機結晶光機能性材料作成の試み

尝试创建链长可控的一维有机晶体光功能材料

基本信息

批准号：
09875171
负责人：
磯田正二
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至 1998
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09875171/
关键词：
有機一次元鎖鎖長制御光機能多層膜界面整合性

项目摘要

近年、有機分子は個々の分子の構造や化学的特性の多様性からさまざまな機能性を持った材料として注目を浴び合成や物性の研究が行われている。これら有機分子の、とくにその異方性に注目して、機分子素子への応用を考える場合には分子一つ一つの特性に加えてそれらが集合体を形成することによっても新たな特性の発現と機能が付加される事にも留意しなければならない。したがって目的とする素子を得るためにはその集合過程を詳細に研究し集合体の構造をも制御することが必要である。日夜新たに合成されている無数の有機分子の中にはd電子系やπ電子系の相互作用により分子の分子面を平行にして積み重なり、結果として一次元的な分子カラムを形成する一群の分子が多数存在する。これらの分子の電子系はそのカラム長あるいは分子鎖長によってその物性、例えば非線形光学的な特性を変化させる。しかし、一般には高分子化学の分野において最近議論されているように鎖長を一定にした高分子の合成は非常に困難である。そこで本研究では、特に一次元的な相互作用により集合体を形成する有機分子に的を絞りその構造制御を目的として研究を行った。すなわち我々のこれまでの経験に基づき、真空蒸着法によるエピタキシャル成長法を種々の条件下で適用することにより一次元鎖配向方向と鎖長の制御を試みた。その結果、グリオキシム系やキノン誘導体について蒸着基板の種類や蒸着温度、蒸着速度等を制御することで、一定の鎖長をもつ薄膜結晶を作成することができた。同時に、基板面に平行にあるいは垂直方に一次元鎖を成長させることにも成功し、それぞれの場合において光学的な特性が大きく異なっていることが見いだされた。これらの研究においては単結晶基板上でのエピタキシャル成長がその構造制御のキーポイントであり、その成長の機構についても考察を行った。また、一連の研究において、選択的な重畳結晶成長という新しい有機多層膜の成長様式も見いだされ、鎖長と分子配向方向を制御した異種有機分子の多層膜構造を有した固体素子作成への発展が期待される。今後、本方法によって分子姿勢が制御されることにより品質の安定した機能性分子素子の応用へ向かうことも可能となった。本研究で得られた成果は国内外の学会において発表され、また論文として公表されている。

近年来，由于个体分子结构和化学性质的多样性，有机分子作为具有各种功能的材料而受到关注，并且对其合成和物理性质进行了研究。当考虑这些有机分子在机械分子器件中的应用时，要特别注意它们的各向异性，重要的是要注意，除了每个分子的特性之外，当它们形成聚集体时还必须开发出新的特性。请注意，可以添加附加功能。因此，为了获得所需的器件，需要详细研究装配工艺并控制装配结构。在日夜新合成的无数有机分子中，有一群分子由于d电子体系和π电子体系的相互作用，分子平面相互平行地堆积起来，形成一个维分子柱有很多。这些分子的电子系统根据其柱长度或分子链长度改变其物理性质，例如非线性光学性质。然而，正如最近在高分子化学领域所讨论的那样，合成具有恒定链长的聚合物通常是非常困难的。因此，在这项研究中，我们关注通过一维相互作用形成聚集体的有机分子，并旨在控制其结构。也就是说，根据我们过去的经验，我们尝试通过在各种条件下使用真空蒸发进行外延生长来控制一维链取向和链长度。结果，通过控制乙二肟和醌衍生物的沉积基板的类型、沉积温度、沉积速率等，可以产生具有恒定链长的薄膜晶体。与此同时，他们成功地生长了平行或垂直于基底表面的一维链，并发现每种情况下的光学特性都显着不同。在这些研究中，单晶衬底上的外延生长是控制结构的关键，我们也考虑了生长机制。此外，在一系列研究中，发现了一种称为选择性叠加晶体生长的有机多层薄膜的新生长模式，从而导致了具有受控链长和分子取向方向的不同有机分子的多层薄膜结构的固态器件的发展预计。未来，通过利用这种方法控制分子姿态，将有可能迈向质量稳定的功能性分子器件的应用。该研究成果已在国内外学术会议上发表，并以论文形式发表。