発表のポイント

• 共役高分子ポリジアセチレンのナノファイバーが優れた非線形光学特性を示すことを確認した。
• 配向ナノファイバーと銀ナノ粒子堆積薄膜の積層制御に成功した。
• 非線形光学感受率を独自の計測手法により幅広い波長範囲を精細に評価した。
• 有機無機ハイブリッドナノ薄膜化により約7倍の非線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の実現に貢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、その非線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線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による光電場増強効果によるもので、超高速光スイッチングデバイス実現のための素子材料の開発にとって極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。
プレスリリース本文（PDF)

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。

論文情報：
“Third-Order Nonlinear Optical Properties of Layered Type Hybridized Thin Films Consisted of Oriented Polydiacetylene Nanofibers and Silver Nanoparticles”
K. Wada, T. Onodera, H. Kasai, R. Sato, Y. Takeda, and H. Oikawa
The Journal of Physical Chemistry, Part C (Section C)
DOI：10.1021/acs.jpcc.9b05665
 
関連リンク：
東北大学
国立研究開発法人物質・材料研究機構(NIMS)