発色団を持つ自己組織化単分子膜を用いた2次元系の光物性の研究

使用带发色团的自组装单分子层研究二维系统的光学性质

基本信息

批准号：
08750027
负责人：
梶川浩太郎
金额：
$ 0.64万
依托单位：
Nagoya 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

2次元系の光物性を詳しく研究するため色素分子を自己組織化単分子膜として累積し、光学測定を行うことが本研究の目的である。まず、色素として棒状のメロシアニン色素を選びそれをチオレート誘導体として金属基板上の累積することにした。本研究の前半はこの化合物を高い純度で合成することに費やした。その結果、自己組織化単分子膜を形成するために十分な純度の目的物質を合成することに成功した。このメロシアニン色素は溶媒効果を示すため、まず、様々な溶液中での吸収スペクトルや蛍光スペクトルの測定を行った。既に報告されているメロシアニン色素単体の吸収スペクトルとの比較を行った結果、そのメロシアニンの性質を失うことなく金属基板上に累積できる誘導体となっていることがわかった。次にこの化合物を金属基板上に自己組織化単分子膜として累積できているかどうかを調べるためX線光電子スペクトルを測定し吸着速度等を調べた。1mMのエタノール溶液中に金基板を浸したところ、約2時間で95%以上の被服率で表面を自己組織化単分子膜が覆っていることがわかった。得られた自己組織化単分子膜を様々なpHの水溶液に暴露したところ、溶液中と同じく溶媒効果を示すことが反射スペクトルの測定によってわかった。さらに様々な極性の有機溶媒にも暴露しその反射スペクトルを調べた。興味深いことに各々のピークの帰属は溶媒中のそれと若干異なるため、現在その理由を色素分子間の双極子-双極子相互作用を取り入れた計算機実験を行っている。用いた2次元結晶に関する数値は、既に報告されている走査型トンネル顕微鏡での観察結果を用いた。この計算では想定している双極子数が5000と非常に大がかりであるため終了まで数カ月が必要である。

这项研究的目的是将染料分子积累为自组装单层并进行光学测量，以详细研究二维系统的光学特性。首先，我们选择了一种棒状部花青染料，并决定将其作为硫醇盐衍生物积累在金属基底上。这项研究的前半部分致力于合成这种高纯度的化合物。结果，他们成功合成了具有足够纯度的目标物质，形成自组装单分子层。由于这种部花青染料表现出溶剂效应，我们首先测量了其在各种溶液中的吸收和荧光光谱。通过与已报道的部花青染料的吸收光谱进行比较，发现该衍生物可以在金属基底上积累而不会失去其部花青性质。接下来，为了研究该化合物是否可以在金属基底上以自组装单层的形式积累，我们测量了X射线光电子能谱并研究了吸附率。当将金基底浸入1mM乙醇溶液中时，发现在约2小时内表面就覆盖有自组装单层，覆盖率超过95%。当自组装单层暴露于不同pH值的水溶液中时，反射光谱显示它们表现出与溶液中相同的溶剂效应。此外，我们将它们暴露于各种极性有机溶剂中并检查它们的反射光谱。有趣的是，每个峰的归属与溶剂中的略有不同，我们目前正在进行计算机实验，结合染料分子之间的偶极-偶极相互作用来找出原因。对于所使用的二维晶体的数值，使用了先前报道的扫描隧道显微镜的观察结果。这个计算假设有5000个偶极子，这是一个非常大规模的计算，因此需要几个月的时间才能完成。