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序論:分子を並べる
Preface:Molecular Orientation Control
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八瀬清志((独)産業技術総合研究所 光技術研究部門)
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有機薄膜のエピタキシャル方位とその予測
Epitaxial Orientation of Organic Thin Films and its Prediction
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星野聡孝(大阪府立大学 総合教育研究機構 助教授)
エピタキシャル成長技術は,無機結晶だけでなく,有機結晶においても構造や配向を制御
するための手段として用いられている。そこで,無機結晶の場合と比較しながら有機エピタ
キシーの特徴を述べる。そして,有機薄膜の配向制御を行う際にいかに配向方位を予測する
かについて,その基本的指針のいくつかを紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 有機エピタキシーにおける格子整合
3. point-on-line 整合に基づく配向予測
4. 分子方位とひずみの影響
5. おわりに
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摩擦転写法による有機・高分子の分子配列制御
Orientation Control of Organic and Polymer Molecules by Friction-transferred Method
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上田裕清(神戸大学 工学部 応用化学科;大学院 自然科学研究科 教授)
三崎雅裕(神戸大学大学院 自然科学研究科 分子集合科学専攻 博士後期課程3年)
有機分子や高分子の光・電子機能は,分子相互の空間的配置により著しく変化する。これら
の機能を効率よく引き出すためには,薄膜中の分子を一定方向に規則的に配列することが重要
である。ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)摩擦転写膜は,有機分子の1軸配向膜作製のため
のテンプレート基板として有効であり,また摩擦転写法は,不溶・不融の共役系高分子の配向
制御法として簡便かつ有用な手法である。
【目次】
1. はじめに
2. PTFE摩擦転写膜の作製とその構造
3. PTFE摩擦転写膜上の有機分子の構造と機能
4. 共役系高分子の摩擦転写膜の作製とその構造
5. おわりに
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真空蒸着重合法による分子配列制御された高分子薄膜の作製
Polymeric Thin Films with Normal Molecular Orientation
by Vapor Deposition Polymerization
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奥居徳昌(東京工業大学大学 院理工学研究科 有機・高分子物質専攻 教授)
真空蒸着重合法は,反応性の官能基をもつモノマー分子をルツボから蒸発させ,温度制御
された基板上で高分子を合成する方法である。たとえば,ジアミン分子と酸クロリド分子を
交互に基板上に蒸着し,単分子層ずつ積層しながら重合することにより,高分子鎖が膜厚方
向に配列した高分子薄膜を作製することができる。
【目次】
1. はじめに
2. 交互蒸着重合におけるモノマー分子鎖の基板上における吸着特性
3. 薄膜の分子配列と分子量
4. 薄膜の構造
5. 4元系ナイロンの蒸着重合
6. その他の蒸着重合薄膜
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分子配向技術の将来に向けて
Future of Molecular Orientation
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小川琢治(自然科学研究機構 分子科学研究所
分子スケールナノサイエンスセンター 教授;センター長)
分子の配向を分子系の情報量で整理して考えると,しだいに情報量が多い分子系の作製が
可能になっていくと予測できる。主に表面における「超分子」「自己組織化」「自己集合」
の最近の研究,その中でも有機エレクトロニクスとの関連が深いπ共役有機化合物や金属ナ
ノ粒子を対象とした研究をみる中で,上記の課題を追った。
【目次】
1. はじめに
2. 分子系への情報の注入
2.1 分子構造自体が情報を持って組織化する
2.2 テンプレートから情報を与える
2.3 基板から情報を与える
2.4 界面による制御で情報を与える
2.5 外場により情報を与える
2.6 走査プローブ顕微鏡の手法で情報を与える
2.7 ナノリソグラフィーにより情報を与える
3. おわりに
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有機強誘電性メモリー
Organic Ferroelectric Memory
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石田謙司(京都大学大学院 工学研究科 電子工学専攻 講師)
桑島修一郎(京都大学大学院 工学研究科 マイクロエンジニアリング専攻 助手)
堀内俊壽(京都大学大学院 工学研究科 電子工学専攻 助手)
山田啓文(京都大学大学院 工学研究科 電子工学専攻 助教授)
松重和美(京都大学大学院 工学研究科 電子工学専攻 教授)
有機強誘電体を用いた不揮発性メモリーの駆動原理・基本動作を概説した。電気的双極子
の双安定状態を利用した有機強誘電体メモリーにおいては,双極子の配列制御がキーテクノ
ロジーとなるため,有極性分子の膜構造・配向制御がデバイス特性に大きく影響するととも
に,その高秩序化により強誘電特性の高効率発現が可能であることを示した。
【目次】
1. はじめに
2. 有機メモリー
3. 強誘電性メモリーの原理
4. 有機強誘電体を用いた不揮発メモリー
4.1 有機強誘電体
4.2 有機強誘電体薄膜の構造・分子配向
4.3 VDFオリゴマーの強誘電特性,誘電特性
4.4 疲労特性,周波数依存性
4.5 ナノスケール分極反転操作
5. おわりに
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有機ラマンレーザ
Organic Raman Laser
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柳久雄(神戸大学 工学部 応用化学科 助教授)
堀田収(京都工芸繊維大学 繊維学部 高分子学科 教授)
小林俊介(濱野生命科学研究財団 小川脳機能研究所 主任研究員)
(チオフェン/フェニレン)コオリゴマー単結晶の誘導共鳴ラマン散乱に基づく光増幅現
象を見いだした。この現象は,結晶中で高度に1軸配向したコオリゴマー分子のコヒーレン
ト・フォノンに由来し,広い可視光帯域において共振器をもたないレーザー作用をもたら
す。室温においてサブミリメートルサイズの結晶から高効率の増幅光が得られることから,
集積化が可能な有機光増幅器や有機半導体レーザーへの応用が期待できる。
【目次】
1. はじめに
2. TPCO低次元結晶の作製
3. TPCO低次元結晶のASEおよびSRRS特性
4. SRRSの発生機構
5. おわりに
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Material Report
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R&D
燃料電池用炭化水素系高分子電解質膜の開発
Development of Proton Conductivity Polymer Electrolyte Membranes
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川上浩良(首都大学東京 都市環境学部 助教授)
高分子電解質膜のプロトン伝導性は,高分子の化学構造だけでなく膜中の高分子ドメイ
ンの構造の影響を強く受ける。スルホン化ブロックコポリイミドを合成し,Nafionで提案
されているようなイオンクラスター構造に近い,プロトン移動を迅速に行えるような親水
性ドメインチャネル構造の構築をめざした。
【目次】
1. はじめに
2. 高分子電解質膜の設計と合成
3. スルホン化ブロックコポリイミド膜の特性
4. おわりに
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Series
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幅広く活用されるプラスチック
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鴨川昭夫(元理化学研究所 研究員/元工学院大学 電子工学科;化学工学科)
遺伝子工学とプラスチックとの関係,および生分解性プラスチックの新発見,医学的,
光学的,電気的,廃棄プラスチックの応用について解説する。本稿においては,プラス
チックがかなり広い範囲で活用され,市場に進出していることがわかる。
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序論:分子を並べる
Preface:Molecular Orientation Control
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八瀬清志((独)産業技術総合研究所 光技術研究部門)
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有機薄膜のエピタキシャル方位とその予測
Epitaxial Orientation of Organic Thin Films and its Prediction
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星野聡孝(大阪府立大学 総合教育研究機構 助教授)
エピタキシャル成長技術は,無機結晶だけでなく,有機結晶においても構造や配向を制御
するための手段として用いられている。そこで,無機結晶の場合と比較しながら有機エピタ
キシーの特徴を述べる。そして,有機薄膜の配向制御を行う際にいかに配向方位を予測する
かについて,その基本的指針のいくつかを紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 有機エピタキシーにおける格子整合
3. point-on-line 整合に基づく配向予測
4. 分子方位とひずみの影響
5. おわりに
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摩擦転写法による有機・高分子の分子配列制御
Orientation Control of Organic and Polymer Molecules by Friction-transferred Method
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上田裕清(神戸大学 工学部 応用化学科;大学院 自然科学研究科 教授)
三崎雅裕(神戸大学大学院 自然科学研究科 分子集合科学専攻 博士後期課程3年)
有機分子や高分子の光・電子機能は,分子相互の空間的配置により著しく変化する。これら
の機能を効率よく引き出すためには,薄膜中の分子を一定方向に規則的に配列することが重要
である。ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)摩擦転写膜は,有機分子の1軸配向膜作製のため
のテンプレート基板として有効であり,また摩擦転写法は,不溶・不融の共役系高分子の配向
制御法として簡便かつ有用な手法である。
【目次】
1. はじめに
2. PTFE摩擦転写膜の作製とその構造
3. PTFE摩擦転写膜上の有機分子の構造と機能
4. 共役系高分子の摩擦転写膜の作製とその構造
5. おわりに
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真空蒸着重合法による分子配列制御された高分子薄膜の作製
Polymeric Thin Films with Normal Molecular Orientation
by Vapor Deposition Polymerization
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奥居徳昌(東京工業大学大学 院理工学研究科 有機・高分子物質専攻 教授)
真空蒸着重合法は,反応性の官能基をもつモノマー分子をルツボから蒸発させ,温度制御
された基板上で高分子を合成する方法である。たとえば,ジアミン分子と酸クロリド分子を
交互に基板上に蒸着し,単分子層ずつ積層しながら重合することにより,高分子鎖が膜厚方
向に配列した高分子薄膜を作製することができる。
【目次】
1. はじめに
2. 交互蒸着重合におけるモノマー分子鎖の基板上における吸着特性
3. 薄膜の分子配列と分子量
4. 薄膜の構造
5. 4元系ナイロンの蒸着重合
6. その他の蒸着重合薄膜
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分子配向技術の将来に向けて
Future of Molecular Orientation
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小川琢治(自然科学研究機構 分子科学研究所
分子スケールナノサイエンスセンター 教授;センター長)
分子の配向を分子系の情報量で整理して考えると,しだいに情報量が多い分子系の作製が
可能になっていくと予測できる。主に表面における「超分子」「自己組織化」「自己集合」
の最近の研究,その中でも有機エレクトロニクスとの関連が深いπ共役有機化合物や金属ナ
ノ粒子を対象とした研究をみる中で,上記の課題を追った。
【目次】
1. はじめに
2. 分子系への情報の注入
2.1 分子構造自体が情報を持って組織化する
2.2 テンプレートから情報を与える
2.3 基板から情報を与える
2.4 界面による制御で情報を与える
2.5 外場により情報を与える
2.6 走査プローブ顕微鏡の手法で情報を与える
2.7 ナノリソグラフィーにより情報を与える
3. おわりに
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有機強誘電性メモリー
Organic Ferroelectric Memory
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石田謙司(京都大学大学院 工学研究科 電子工学専攻 講師)
桑島修一郎(京都大学大学院 工学研究科 マイクロエンジニアリング専攻 助手)
堀内俊壽(京都大学大学院 工学研究科 電子工学専攻 助手)
山田啓文(京都大学大学院 工学研究科 電子工学専攻 助教授)
松重和美(京都大学大学院 工学研究科 電子工学専攻 教授)
有機強誘電体を用いた不揮発性メモリーの駆動原理・基本動作を概説した。電気的双極子
の双安定状態を利用した有機強誘電体メモリーにおいては,双極子の配列制御がキーテクノ
ロジーとなるため,有極性分子の膜構造・配向制御がデバイス特性に大きく影響するととも
に,その高秩序化により強誘電特性の高効率発現が可能であることを示した。
【目次】
1. はじめに
2. 有機メモリー
3. 強誘電性メモリーの原理
4. 有機強誘電体を用いた不揮発メモリー
4.1 有機強誘電体
4.2 有機強誘電体薄膜の構造・分子配向
4.3 VDFオリゴマーの強誘電特性,誘電特性
4.4 疲労特性,周波数依存性
4.5 ナノスケール分極反転操作
5. おわりに
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有機ラマンレーザ
Organic Raman Laser
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柳久雄(神戸大学 工学部 応用化学科 助教授)
堀田収(京都工芸繊維大学 繊維学部 高分子学科 教授)
小林俊介(濱野生命科学研究財団 小川脳機能研究所 主任研究員)
(チオフェン/フェニレン)コオリゴマー単結晶の誘導共鳴ラマン散乱に基づく光増幅現
象を見いだした。この現象は,結晶中で高度に1軸配向したコオリゴマー分子のコヒーレン
ト・フォノンに由来し,広い可視光帯域において共振器をもたないレーザー作用をもたら
す。室温においてサブミリメートルサイズの結晶から高効率の増幅光が得られることから,
集積化が可能な有機光増幅器や有機半導体レーザーへの応用が期待できる。
【目次】
1. はじめに
2. TPCO低次元結晶の作製
3. TPCO低次元結晶のASEおよびSRRS特性
4. SRRSの発生機構
5. おわりに
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Material Report
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R&D
燃料電池用炭化水素系高分子電解質膜の開発
Development of Proton Conductivity Polymer Electrolyte Membranes
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川上浩良(首都大学東京 都市環境学部 助教授)
高分子電解質膜のプロトン伝導性は,高分子の化学構造だけでなく膜中の高分子ドメイ
ンの構造の影響を強く受ける。スルホン化ブロックコポリイミドを合成し,Nafionで提案
されているようなイオンクラスター構造に近い,プロトン移動を迅速に行えるような親水
性ドメインチャネル構造の構築をめざした。
【目次】
1. はじめに
2. 高分子電解質膜の設計と合成
3. スルホン化ブロックコポリイミド膜の特性
4. おわりに
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Series
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幅広く活用されるプラスチック
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鴨川昭夫(元理化学研究所 研究員/元工学院大学 電子工学科;化学工学科)
遺伝子工学とプラスチックとの関係,および生分解性プラスチックの新発見,医学的,
光学的,電気的,廃棄プラスチックの応用について解説する。本稿においては,プラス
チックがかなり広い範囲で活用され,市場に進出していることがわかる。
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