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特集:ナノ構造の創製と光・電子デバイスの構築―Part 1
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特集にあたって―ナノ構造の創製と光・電子デバイスの構築―
Introduction―Creation of Nanoscale Structures and Fabrication of Optoelectronic Devices
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堤直人(京都工芸繊維大学大学院 工芸科学研究科 高分子機能工学部門 教授)
本特集では,有機材料・高分子材料のもつフレキシビリティーを生かしたナノスケールの構造制御とそれを応用した光・電子デバイスの構築にスポットを当てて,第一線で活躍されている先生方にその現状と将来について解説していただく。
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光配線板を用いた光・電子融合回路のモデル開発
Optical Thin Waveguide for Optoelectronic Circuit Board
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裏升吾(京都工芸繊維大学大学院 工芸科学研究科 電子システム工学部門 教授)
次世代情報処理システムのトータル性能を向上させるために,電子回路と光配線回路の融合をめざした研究開発が注目されている。近年,電気配線板との相性から,配線板に光導波路を形成する構成が主流である。ここでは平板導波路を用いて2次元並列光信号を伝送する方法として,波長多重光配線の検討例を紹介している。
【目次】
1. はじめに
2. ボード内チップ間光配線
3. 集光グレーティングカップラーを用いる波長多重光配線
4. 波長多重信号伝送実験
5. おわりに
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有機半導体材料の設計とハイパフォーマンス光源
Organic Semiconducting Materials Design and High-Performance Light Sources
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堀田収(京都工芸繊維大学大学院 工芸科学研究科 高分子機能工学部門 教授)
有機半導体材料の特徴的な性質は電気伝導性と発光特性である。これらの材料の特長を生かしてさまざまなデバイスが設計・開発されている。本稿では,有機半導体の材料設計とハイパフォーマンス光源としての利用可能性について,過去および最近の研究動向に基づいて考察,検討する。特に,(チオフェン/ フェニレン)コオリゴマー(TPCO)材料に重点を置く。
【目次】
1. はじめに
2. 有機半導体材料のいろいろ
3. 有機半導体材料の分子設計と結晶構造設計
4. 有機ハイパフォーマンス光源
5. デバイス化と将来課題
6. おわりに
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単一分子を基盤とした有機分子エレクトロニクスの構築
Fabrication of Single Molecular Devices for Molecular Electronics System
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久保田徹((独)情報通信研究機構 未来ICTセンター ナノICTグループ 主任研究員)
単一の分子を能動素子として利用する,分子素子の研究が進んでいる。その一つとして,単一の有機分子を中間電極とする,有機単電子トンネル(SET)素子の試作とその特性評価について紹介する。有機SET素子では,光によるゲート操作も可能となり,今後の有機エレクトロニクスの構築に重要な役割を果たすと考えられる。
【目次】
1. はじめに
1.1 有機エレクトロニクス
1.2 単一分子エレクトロニクス
2. 有機分子を中間電子とした単一電子トンネル素子の開発
2.1 SET素子
2.2 有機単一電子トンネル素子の試作
2.3 有機単一電子トンネル素子の光ゲート効果
3. 単一有機分子エレクトロニクスへ向けた取り組み
4. まとめと今後の展望
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カーボンナノチューブ/導電ポリマー複合膜の電子放出特性
Field Emission Properties of Carbon Nanotube/Conducting Polymer Composite Thin Film
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伊東栄次(信州大学 工学部 電気電子工学科 助教授)
プリンタブルな有機半導体として注目を浴びているポリチオフェンやポリパラフェニレンビニレン誘導体などの導電ポリマーとカーボンナノチューブの複合体は,優れた電子放出特性に加えて,導電ポリマーの半導体的性質を反映したユニークな電子機能材料として機能する。本稿では,導電ポリマー複合体とナノチューブの複合体の電子放出特性や,派生的に生じたユニークなデバイス機能について解説する。
【目次】
1. はじめに
2. CNT/導電ポリマー複合膜の作製
3. CNT/導電ポリマー複合膜の電界電子放出特性
4. CNT/導電ポリマー複合膜の固体中電子放出特性
5. おわりに
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Material Report
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R&D
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自励振動ゲルの設計と機能材料への展望
Molecular Design and Perspective of Self-Oscillating Gels as Novel Functional Materials
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原雄介(東京大学大学院 工学系研究科 マテリアル工学専攻 博士後期課程)
前田真吾(早稲田大学大学院 理工学研究科 物理学及応用物理学専攻 博士後期課程)
橋本周司(早稲田大学大学院 理工学研究科 物理学及応用物理学専攻 教授)
吉田亮(東京大学大学院 工学系研究科 マテリアル工学専攻 助教授)
われわれは新しい生体模倣型の機能材料として,駆動環境をみずから判断し化学的エネルギーを力学的エネルギーに変換しながら自励的に膨潤収縮振動を起こす高分子ゲルを開発した。本稿では,このゲルを用いた自律的な運動を行うケミカルアクチュエーターの設計や,生体環境下で駆動するための分子設計,自励粘性振動の発現などについて解説する。
【目次】
1. はじめに
2. ケミカルアクチュエーターの創製
3. phコントロール部位をもつ新規自励振動型高分子
4. 段階的な温度変化に対する新規自励振動型高分子のon-offスイッチング挙動
5. 酸化剤供給部位をもつ新規自励振動型高分子
6. 生体環境化で駆動する新規自励振動型高分子
7. 自励粘性振動の解析
8. おわりに
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耐熱性ポリフェニレンエーテルの製造法と応用
Thermal Stable Poly(phenylene ether)derived from 2,5-Dimethylphenol and o-Cresol
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芝崎祐二(東京工業大学 大学院 理工学研究科 助手)
野村淳子(東京工業大学 資源化学研究所 助教授)
エンジニアリングプラスチックの一つであるポリフェニレンエーテル(PPE)の耐熱性を向上させるために,PPEの原料として2,5-ジメチルフェノール,o-クレゾールを選び,その位置選択的な重合系の開発を行った。メソポーラスシリカ中に銅アミン錯体を固定化し,メソ細孔場で重合を行ったところ1,4-位での位置選択的なカップリングに成功し,耐熱性の向上した新規PPEを開発した。
【目次】
1. はじめに
2. メソポーラスシリカ孔径の微調整技術
3. メソポーラスシリカ内への銅イオンの担持
4. 2,5-ジメチルフェノールの位置選択的酸化重合
5. o-クレゾールの位置選択的酸化重合
6. おわりに
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レーザーによる透明プラスチック膜の除去―有機半導体を用いて―
Removal of Transparent Film using n-Type Semiconductor Coating
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長井圭治(大阪大学 レーザーエネルギー学研究センター 助手)
有色物質に対しては,その吸収波長に相当するレーザーを照射することにより,除去することが可能である。レーザークリーニングや医療応用にも用いられている。しかし,透明なプラスチックに対しては,それを吸収させるために紫外,赤外レーザーを用いたり,フェムト秒レーザーにより高強度を照射させることがなされている。ここで紹介するのは,コート材を塗布した後にレーザーを照射する方法である。そのメカニズムと汎用性に関して解説する。
【目次】
1. はじめに
2. これまでの透明膜のレーザーアブレーション
3. 有機n型半導体をコートすることによる透明膜のアブレーション
3.1 有機n型半導体の種類と被覆
3.2 有機n型半導体をコートしない透明膜へのレーザー照射
3.3 有機n型半導体をコートした透明膜へのレーザー照射
4. 有機n型半導体をコートした透明膜へのさらに高強度レーザーの照射
5. おわりに
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籾酢処理アスベストの理化学特性
Physical and Chemical Characteristic of Asbestos treated by Unhulled-rice Vinegar
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渡辺紀元(北海道工業大学 環境デザイン学科 教授)
アスベストに籾酢を加えた反応処理物と無処理アスベストの理化学特性について,一般分析,金属含有率,示差熱-熱重量曲線,赤外吸収スペクトルおよび水に対する溶解度を調査した結果,両者間に著しい差異が認められた。特に籾酢処理物は,水酸基の結合した腐植に富む水溶性錯体物質に変化していることが推察された。
【目次】
1. はじめに
2. 無害化処理
3. 籾酢処理アスベストの理化学特性
3.1 籾酢添加に伴う反応
3.2 一般理化学特性および金属含有率の比較
4. TG-DTA特性
5. 赤外吸収スペクトル特性
6. 抗菌能試験
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連載 SPring-8の産業利用(8)
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X線でみる有機ナノ薄膜・液晶配向膜の表面
Study of Surface of Organic Thin Film(Alinment Layer for LCD)by using X-ray
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酒井隆宏(日産化学工業(株) 電子材料研究所)
【目次】
1. はじめに
2. 液晶配向膜とは
3. 液晶配向と液晶配向膜
4. 液晶配向性と結晶性
5. 結晶性評価法
6. 実験
7. 膜全体の結晶性
8. 膜表面
9. 液晶配向膜の表面結晶性と液晶配向
10. ピークと構造相関
11. 分子配向異方性
12. ラビング処理後の膜表面異方性
13. 熱処理の影響
14. おわりに
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特集にあたって―ナノ構造の創製と光・電子デバイスの構築―
Introduction―Creation of Nanoscale Structures and Fabrication of Optoelectronic Devices
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堤直人(京都工芸繊維大学大学院 工芸科学研究科 高分子機能工学部門 教授)
本特集では,有機材料・高分子材料のもつフレキシビリティーを生かしたナノスケールの構造制御とそれを応用した光・電子デバイスの構築にスポットを当てて,第一線で活躍されている先生方にその現状と将来について解説していただく。
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光配線板を用いた光・電子融合回路のモデル開発
Optical Thin Waveguide for Optoelectronic Circuit Board
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裏升吾(京都工芸繊維大学大学院 工芸科学研究科 電子システム工学部門 教授)
次世代情報処理システムのトータル性能を向上させるために,電子回路と光配線回路の融合をめざした研究開発が注目されている。近年,電気配線板との相性から,配線板に光導波路を形成する構成が主流である。ここでは平板導波路を用いて2次元並列光信号を伝送する方法として,波長多重光配線の検討例を紹介している。
【目次】
1. はじめに
2. ボード内チップ間光配線
3. 集光グレーティングカップラーを用いる波長多重光配線
4. 波長多重信号伝送実験
5. おわりに
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有機半導体材料の設計とハイパフォーマンス光源
Organic Semiconducting Materials Design and High-Performance Light Sources
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堀田収(京都工芸繊維大学大学院 工芸科学研究科 高分子機能工学部門 教授)
有機半導体材料の特徴的な性質は電気伝導性と発光特性である。これらの材料の特長を生かしてさまざまなデバイスが設計・開発されている。本稿では,有機半導体の材料設計とハイパフォーマンス光源としての利用可能性について,過去および最近の研究動向に基づいて考察,検討する。特に,(チオフェン/ フェニレン)コオリゴマー(TPCO)材料に重点を置く。
【目次】
1. はじめに
2. 有機半導体材料のいろいろ
3. 有機半導体材料の分子設計と結晶構造設計
4. 有機ハイパフォーマンス光源
5. デバイス化と将来課題
6. おわりに
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単一分子を基盤とした有機分子エレクトロニクスの構築
Fabrication of Single Molecular Devices for Molecular Electronics System
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久保田徹((独)情報通信研究機構 未来ICTセンター ナノICTグループ 主任研究員)
単一の分子を能動素子として利用する,分子素子の研究が進んでいる。その一つとして,単一の有機分子を中間電極とする,有機単電子トンネル(SET)素子の試作とその特性評価について紹介する。有機SET素子では,光によるゲート操作も可能となり,今後の有機エレクトロニクスの構築に重要な役割を果たすと考えられる。
【目次】
1. はじめに
1.1 有機エレクトロニクス
1.2 単一分子エレクトロニクス
2. 有機分子を中間電子とした単一電子トンネル素子の開発
2.1 SET素子
2.2 有機単一電子トンネル素子の試作
2.3 有機単一電子トンネル素子の光ゲート効果
3. 単一有機分子エレクトロニクスへ向けた取り組み
4. まとめと今後の展望
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カーボンナノチューブ/導電ポリマー複合膜の電子放出特性
Field Emission Properties of Carbon Nanotube/Conducting Polymer Composite Thin Film
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伊東栄次(信州大学 工学部 電気電子工学科 助教授)
プリンタブルな有機半導体として注目を浴びているポリチオフェンやポリパラフェニレンビニレン誘導体などの導電ポリマーとカーボンナノチューブの複合体は,優れた電子放出特性に加えて,導電ポリマーの半導体的性質を反映したユニークな電子機能材料として機能する。本稿では,導電ポリマー複合体とナノチューブの複合体の電子放出特性や,派生的に生じたユニークなデバイス機能について解説する。
【目次】
1. はじめに
2. CNT/導電ポリマー複合膜の作製
3. CNT/導電ポリマー複合膜の電界電子放出特性
4. CNT/導電ポリマー複合膜の固体中電子放出特性
5. おわりに
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Material Report
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R&D
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自励振動ゲルの設計と機能材料への展望
Molecular Design and Perspective of Self-Oscillating Gels as Novel Functional Materials
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原雄介(東京大学大学院 工学系研究科 マテリアル工学専攻 博士後期課程)
前田真吾(早稲田大学大学院 理工学研究科 物理学及応用物理学専攻 博士後期課程)
橋本周司(早稲田大学大学院 理工学研究科 物理学及応用物理学専攻 教授)
吉田亮(東京大学大学院 工学系研究科 マテリアル工学専攻 助教授)
われわれは新しい生体模倣型の機能材料として,駆動環境をみずから判断し化学的エネルギーを力学的エネルギーに変換しながら自励的に膨潤収縮振動を起こす高分子ゲルを開発した。本稿では,このゲルを用いた自律的な運動を行うケミカルアクチュエーターの設計や,生体環境下で駆動するための分子設計,自励粘性振動の発現などについて解説する。
【目次】
1. はじめに
2. ケミカルアクチュエーターの創製
3. phコントロール部位をもつ新規自励振動型高分子
4. 段階的な温度変化に対する新規自励振動型高分子のon-offスイッチング挙動
5. 酸化剤供給部位をもつ新規自励振動型高分子
6. 生体環境化で駆動する新規自励振動型高分子
7. 自励粘性振動の解析
8. おわりに
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耐熱性ポリフェニレンエーテルの製造法と応用
Thermal Stable Poly(phenylene ether)derived from 2,5-Dimethylphenol and o-Cresol
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芝崎祐二(東京工業大学 大学院 理工学研究科 助手)
野村淳子(東京工業大学 資源化学研究所 助教授)
エンジニアリングプラスチックの一つであるポリフェニレンエーテル(PPE)の耐熱性を向上させるために,PPEの原料として2,5-ジメチルフェノール,o-クレゾールを選び,その位置選択的な重合系の開発を行った。メソポーラスシリカ中に銅アミン錯体を固定化し,メソ細孔場で重合を行ったところ1,4-位での位置選択的なカップリングに成功し,耐熱性の向上した新規PPEを開発した。
【目次】
1. はじめに
2. メソポーラスシリカ孔径の微調整技術
3. メソポーラスシリカ内への銅イオンの担持
4. 2,5-ジメチルフェノールの位置選択的酸化重合
5. o-クレゾールの位置選択的酸化重合
6. おわりに
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レーザーによる透明プラスチック膜の除去―有機半導体を用いて―
Removal of Transparent Film using n-Type Semiconductor Coating
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長井圭治(大阪大学 レーザーエネルギー学研究センター 助手)
有色物質に対しては,その吸収波長に相当するレーザーを照射することにより,除去することが可能である。レーザークリーニングや医療応用にも用いられている。しかし,透明なプラスチックに対しては,それを吸収させるために紫外,赤外レーザーを用いたり,フェムト秒レーザーにより高強度を照射させることがなされている。ここで紹介するのは,コート材を塗布した後にレーザーを照射する方法である。そのメカニズムと汎用性に関して解説する。
【目次】
1. はじめに
2. これまでの透明膜のレーザーアブレーション
3. 有機n型半導体をコートすることによる透明膜のアブレーション
3.1 有機n型半導体の種類と被覆
3.2 有機n型半導体をコートしない透明膜へのレーザー照射
3.3 有機n型半導体をコートした透明膜へのレーザー照射
4. 有機n型半導体をコートした透明膜へのさらに高強度レーザーの照射
5. おわりに
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籾酢処理アスベストの理化学特性
Physical and Chemical Characteristic of Asbestos treated by Unhulled-rice Vinegar
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渡辺紀元(北海道工業大学 環境デザイン学科 教授)
アスベストに籾酢を加えた反応処理物と無処理アスベストの理化学特性について,一般分析,金属含有率,示差熱-熱重量曲線,赤外吸収スペクトルおよび水に対する溶解度を調査した結果,両者間に著しい差異が認められた。特に籾酢処理物は,水酸基の結合した腐植に富む水溶性錯体物質に変化していることが推察された。
【目次】
1. はじめに
2. 無害化処理
3. 籾酢処理アスベストの理化学特性
3.1 籾酢添加に伴う反応
3.2 一般理化学特性および金属含有率の比較
4. TG-DTA特性
5. 赤外吸収スペクトル特性
6. 抗菌能試験
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連載 SPring-8の産業利用(8)
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X線でみる有機ナノ薄膜・液晶配向膜の表面
Study of Surface of Organic Thin Film(Alinment Layer for LCD)by using X-ray
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酒井隆宏(日産化学工業(株) 電子材料研究所)
【目次】
1. はじめに
2. 液晶配向膜とは
3. 液晶配向と液晶配向膜
4. 液晶配向性と結晶性
5. 結晶性評価法
6. 実験
7. 膜全体の結晶性
8. 膜表面
9. 液晶配向膜の表面結晶性と液晶配向
10. ピークと構造相関
11. 分子配向異方性
12. ラビング処理後の膜表面異方性
13. 熱処理の影響
14. おわりに
