51探花

【発表のポイント】

• 共役高分子ポリジアセチレン^*1のナノファイバーが优れた非线形光学特性を示すことを确认した。
• 配向ナノファイバーと银ナノ粒子堆积薄膜の积层制御に成功した。
• 非线形光学感受率^*2を独自の计测手法により幅広い波长范囲を精细に评価した。
• 有機無機ハイブリッドナノ薄膜化により約7倍の非线形光学感受率の増強に成功した。
• 超高速光スイッチングデバイス^*3の実现に贡献する素子材料として期待される。

【概要】

東北大学 多元物質科学研究所の小野寺恒信助教、及川英俊教授、（国研）物質?材料研究機構 エネルギー?環境材料研究拠点 水素材料制御グループの武田良彦副拠点長?グループリーダーの研究グループは、共役高分子ポリジアセチレンのナノファイバーと銀ナノ粒子とのハイブリッドナノ薄膜を作製し、その非线形光学感受率を独自の高精度な計測法で評価しました。その結果、ポリジアセチレンのナノファイバー単独の非线形光学感受率と比較して、ハイブリッドナノ薄膜が遙かに高い感受率を示すことの実証に成功しました。今回実証された結果は、銀ナノ粒子の表面プラズモン共鳴^*4による光电场増强効果によるもので、超高速光スイッチングデバイス実现のための素子材料の开発にとって极めて重要であると考えられます。

本研究成果は、2019年10月11日（日本時間23時）「ACS, The Journal of Physical Chemistry C」オンライン版に掲載されました。

図1 共役高分子ポリジアセチレンナノファイバーの配向薄膜と銀ナノ粒子の堆積薄膜から構成されるサンドイッチ型「ハイブリッドナノ薄膜」の構成図。銀ナノ粒子の堆積薄膜とポリジアセチレンナノファイバーの配向薄膜は、それぞれ静電吸着法と対流自己集積法により、順次、基板上に導入?形成された。

【用语解説】

*1 共役高分子ポリジアセチレン
ジアセチレンモノマー结晶に紫外线やγ-线を照射して固相重合を诱起させると、対応する高分子であるポリジアセチレン结晶が生成する。ポリジアセチレン分子の主锁骨格は一次元π-电子共役构造をとっている。

*2 非线形光学感受率、非線形光学材料、三次有機非線形光学材料
レーザーのような高強度な入射光を照射すると、その物質に非線形分極が生じて、様々な非線形光学現象が出現する。非線形分極は入射光の光電場の二乗と三乗に比例した項の和で現され（より正確には、2階あるいは3階テンソル）、それぞれ二次の非線形光学項、三次の非線形光学項と呼ぶ。それぞれの項の数係数を二次あるいは三次の非线形光学感受率と言う。ここで、物質としては有機物?無機物を問わず、非线形光学感受率の高い材料を非線形光学材料と呼ぶ。すなわち、三次有機非線形光学材料とは、高い三次の非线形光学感受率を示す有機系物質から構成される非線形光学材料を指す。

*3 超高速光スイッチングデバイス、光デバイス?システム
光信号を电気信号に変えることなく、そのまま処理する技术で、超高速大容量の情报処理が可能となる。制御光の翱狈-翱贵贵により光学材料の屈折率を変化させ（叁次非线形光学効果）、通过する光信号を翱狈-翱贵贵するものである（光制御?光ゲート型スイッチングデバイス）。この光スイッチングデバイスも含めて、光回路?光导波路?光メモリー?光トランジスターなどを総称して光デバイス?システムと言う。

*4 表面プラズモン、局在型表面プラズモン共鳴
物质表面近傍における自由电子の集団的なプラズマ振动（正电荷を持つ原子核による周期的ポテンシャル格子中を负电荷の电子が自由に振动运动する状态をプラズマ状态と言う。）を量子化した物理量を表面プラズモンと呼ぶ。特に、贵金属ナノ粒子に可视光を照射した场合、诱起されるプラズマ振动のことを局在型表面プラズモン共鸣と言い、贵金属ナノ粒子の表面に増强された光电场を形成する。

详细（プレスリリース本文）

问い合わせ先

（研究に関すること）
东北大学多元物质科学研究所
助教　小野寺　恒信 （おのでら　つねのぶ）
电话：022-217-5645
贰-尘补颈濒：迟蝉耻苍别苍辞产耻.辞苍辞诲别谤补.补4*迟辞丑辞办耻.补肠.箩辫（*を蔼に置き换えてください）

东北大学多元物质科学研究所
教授　及川　英俊 （おいかわ　ひでとし）
电话：022-217-6357
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（报道に関すること）
东北大学多元物质科学研究所
広报情报室
电话：022-217-5198
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