JP2022177737A - Nonlinear absorption material, recording medium, information recording method, and information reading method - Google Patents

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JP2022177737A JP2021084184A JP2021084184A JP2022177737A JP 2022177737 A JP2022177737 A JP 2022177737A JP 2021084184 A JP2021084184 A JP 2021084184A JP 2021084184 A JP2021084184 A JP 2021084184A JP 2022177737 A JP2022177737 A JP 2022177737A
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康太 安藤
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Abstract

To provide a nonlinear absorption material with improved nonlinear absorption properties for light with wavelengths in the short wavelength region.SOLUTION: A nonlinear absorption material in one mode of the present disclosure contains a compound represented by formula (1) below:. In formula (1), each of R1 to R10 is a group which contains at least one atom selected from the group consisting of H, C, N, O, F, P, S, Cl, I and Br and is other than a group containing an aromatic ring.SELECTED DRAWING: Figure 1A

Description

本開示は、非線形吸収材料、記録媒体、情報の記録方法及び情報の読出方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present disclosure relates to nonlinear absorbing materials, recording media, information recording methods, and information reading methods.

光吸収材料などの光学材料のうち、非線形光学(Non-Linear Optical)効果を有する材料は、非線形光学材料と呼ばれる。非線形光学効果とは、レーザー光などの強い光が物質に照射された場合に、その物質において、照射光の電場の2乗又は2乗より高次に比例した光学現象が生じることを意味する。光学現象としては、吸収、反射、散乱、発光などが挙げられる。照射光の電場の2乗に比例する二次の非線形光学効果としては、第二高調波発生(SHG)、ポッケルス効果、パラメトリック効果などが挙げられる。照射光の電場の3乗に比例する三次の非線形光学効果としては、二光子吸収、多光子吸収、第三高調波発生(THG)、カー効果などが挙げられる。本明細書では、二光子吸収などの多光子吸収を非線形吸収と呼ぶことがある。非線形吸収を行うことができる材料を非線形吸収材料と呼ぶことがある。特に、二光子吸収を行うことができる材料を二光子吸収材料と呼ぶことがある。 Among optical materials such as light absorbing materials, materials having a non-linear optical effect are called nonlinear optical materials. The nonlinear optical effect means that when a substance is irradiated with strong light such as laser light, an optical phenomenon proportional to the square of the electric field of the irradiated light or a higher order than the square occurs in the substance. Optical phenomena include absorption, reflection, scattering, and light emission. Second-order nonlinear optical effects that are proportional to the square of the electric field of illuminating light include second harmonic generation (SHG), Pockels effect, and parametric effects. Three-order nonlinear optical effects proportional to the cube of the electric field of the illuminating light include two-photon absorption, multi-photon absorption, third harmonic generation (THG), Kerr effect, and the like. In this specification, multiphoton absorption such as two-photon absorption is sometimes referred to as nonlinear absorption. A material capable of nonlinear absorption is sometimes called a nonlinear absorbing material. In particular, a material capable of two-photon absorption is sometimes called a two-photon absorption material.

非線形光学材料について、これまでに多くの研究が盛んに進められている。特に、非線形光学材料として、単結晶を容易に調製できる無機材料が開発されている。近年では、有機材料からなる非線形光学材料の開発が期待されている。有機材料は、無機材料と比較して、高い設計自由度を有するだけでなく、大きい非線形光学定数を有する。さらに、有機材料では、非線形応答が高速で行われる。本明細書では、有機材料を含む非線形光学材料を有機非線形光学材料と呼ぶことがある。 Many studies have been actively carried out on nonlinear optical materials. In particular, inorganic materials from which single crystals can be easily prepared have been developed as nonlinear optical materials. In recent years, the development of nonlinear optical materials made of organic materials is expected. Organic materials not only have a higher degree of design freedom than inorganic materials, but also have large nonlinear optical constants. In addition, organic materials exhibit fast nonlinear responses. In this specification, nonlinear optical materials containing organic materials are sometimes referred to as organic nonlinear optical materials.

特許第5769151号公報Japanese Patent No. 5769151 特許第5659189号公報Japanese Patent No. 5659189 特許第5821661号公報Japanese Patent No. 5821661 特開2013-242939号公報JP 2013-242939 A

Harry L. Anderson et al, "Two-Photon Absorption and the Design of Two-Photon Dyes", Angew. Chem. Int. Ed. 2009, Vol. 48, p. 3244-3266.Harry L. Anderson et al, "Two-Photon Absorption and the Design of Two-Photon Dyes", Angew. Chem. Int. Ed. 2009, Vol. 48, p.

従来の非線形吸収材料は、短波長域の波長を有する光に対する非線形吸収特性について改善の余地がある。 Conventional nonlinear absorption materials have room for improvement in terms of nonlinear absorption characteristics for light having wavelengths in the short wavelength range.

本開示の一態様における非線形吸収材料は、
下記式(1)で表される化合物を含む。

Figure 2022177737000002
前記式(1)において、R1からR10は、互いに独立して、H、C、N、O、F、P、S、Cl、I及びBrからなる群より選ばれる少なくとも1つの原子を含み、かつ、芳香環を含む基以外の他の基である。
ただし、前記化合物が下記式(2)で表される場合、R3及びR8は、下記要件(a)から(c)を満たす。
(a)前記R3及び前記R8からなる群より選ばれる少なくとも1つは、前記R3又は前記R8に隣接するフェニレン基に直接結合している炭素原子を有する。
(b)前記R3及び前記R8の両方がアルキル基である場合、前記R3及び前記R8からなる群より選ばれる少なくとも1つの前記アルキル基の炭素数は、2以下又は5以上である。
(c)前記R3が水素原子である場合、前記R8は、不飽和炭化水素基、炭素数が3以下又は5以上の飽和炭化水素基、ハロゲン化アルキル基、カルボキシル基、炭素数が2又は4以上のアルコキシカルボニル基、アルデヒド基、アシル基又はアミド基である。
Figure 2022177737000003
The nonlinear absorbing material in one aspect of the present disclosure comprises:
The compound represented by the following formula (1) is included.
Figure 2022177737000002
In the above formula (1), R 1 to R 10 each independently contain at least one atom selected from the group consisting of H, C, N, O, F, P, S, Cl, I and Br; and a group other than a group containing an aromatic ring.
However, when the compound is represented by the following formula (2), R 3 and R 8 satisfy the following requirements (a) to (c).
(a) At least one selected from the group consisting of R 3 and R 8 has a carbon atom directly bonded to a phenylene group adjacent to R 3 or R 8 .
(b) when both R 3 and R 8 are alkyl groups, at least one alkyl group selected from the group consisting of R 3 and R 8 has 2 or less or 5 or more carbon atoms; .
(c) when R 3 is a hydrogen atom, R 8 is an unsaturated hydrocarbon group, a saturated hydrocarbon group having 3 or less or 5 or more carbon atoms, a halogenated alkyl group, a carboxyl group, or 2 carbon atoms; or 4 or more alkoxycarbonyl groups, aldehyde groups, acyl groups or amido groups.
Figure 2022177737000003

本開示は、短波長域の波長を有する光に対する非線形吸収特性が改善された非線形吸収材料を提供する。 The present disclosure provides a nonlinear absorption material with improved nonlinear absorption properties for light having wavelengths in the short wavelength range.

図1Aは、本開示の一実施形態にかかる非線形吸収材料を含む記録媒体を用いた情報の記録方法に関するフローチャートである。FIG. 1A is a flow chart of a method for recording information using a recording medium containing a nonlinear absorbing material according to one embodiment of the present disclosure. 図1Bは、本開示の一実施形態にかかる非線形吸収材料を含む記録媒体を用いた情報の読出方法に関するフローチャートである。FIG. 1B is a flowchart of a method for reading information using a recording medium containing nonlinear absorbing material according to one embodiment of the present disclosure.

(本開示の基礎となった知見)
有機非線形光学材料では、二光子吸収材料が特に注目を集めている。二光子吸収とは、化合物が二つの光子をほとんど同時に吸収して励起状態へ遷移する現象を意味する。二光子吸収としては、同時二光子吸収及び段階二光子吸収が知られている。同時二光子吸収は、非共鳴二光子吸収と呼ばれることもある。同時二光子吸収は、一光子の吸収帯が存在しない波長域での二光子吸収を意味する。段階二光子吸収は、共鳴二光子吸収と呼ばれることもある。段階二光子吸収では、化合物が1つ目の光子を吸収してから、2つ目の光子をさらに吸収することによって、より高次の励起状態に遷移する。段階二光子吸収では、化合物は、2つの光子を逐次的に吸収する。
(Findings on which this disclosure is based)
Among organic nonlinear optical materials, two-photon absorption materials have attracted particular attention. Two-photon absorption means a phenomenon in which a compound absorbs two photons almost simultaneously and transitions to an excited state. Simultaneous two-photon absorption and staged two-photon absorption are known as two-photon absorption. Simultaneous two-photon absorption is sometimes called non-resonant two-photon absorption. Simultaneous two-photon absorption means two-photon absorption in a wavelength region in which no one-photon absorption band exists. Stepwise two-photon absorption is sometimes called resonant two-photon absorption. In stepwise two-photon absorption, a compound absorbs a first photon and then transitions to a higher excited state by further absorbing a second photon. In stepwise two-photon absorption, a compound absorbs two photons sequentially.

同時二光子吸収において、化合物による光の吸収量は、通常、照射光強度の2乗に比例し、非線形性を示す。化合物による光の吸収量は、二光子吸収の効率の指標として利用できる。化合物による光の吸収量が非線形性を示す場合、例えば、高い電界強度を有するレーザー光の焦点付近のみで化合物による光の吸収を生じさせることができる。すなわち、二光子吸収材料を含む試料において、所望の位置のみで化合物を励起することができる。このように、同時二光子吸収が生じる化合物は、極めて高い空間分解能をもたらすため、三次元光メモリの記録層、光造形用の光硬化性樹脂組成物などの用途への応用が検討されている。二光子吸収材料が蛍光特性をさらに有する場合、二光子吸収材料は、二光子蛍光顕微鏡などに用いられる蛍光色素材料に応用することも可能である。この二光子吸収材料を三次元光メモリに利用すれば、二光子吸収材料からの蛍光の変化に基づいて、記録層のON/OFFの状態を読み取る方式を採用できる可能性もある。現行の光メモリでは、二光子吸収材料における光の反射率の変化及び光の吸収率の変化に基づいて、記録層のON/OFFの状態を読み取る方式が採用されている。しかし、この方式を三次元光メモリに適用した場合、ON/OFFの状態を読み取るべき記録層とは異なる他の記録層に基づいて、クロストークが発生することがある。 In simultaneous two-photon absorption, the amount of light absorbed by a compound is generally proportional to the square of the intensity of the irradiated light and exhibits nonlinearity. The amount of light absorbed by a compound can be used as an index of the efficiency of two-photon absorption. When the amount of light absorbed by the compound exhibits nonlinearity, for example, the compound can absorb light only near the focal point of laser light having a high electric field intensity. That is, in a sample containing a two-photon absorbing material, compounds can be excited only at desired positions. Compounds that cause simultaneous two-photon absorption in this way provide extremely high spatial resolution, and are therefore being studied for applications such as recording layers of three-dimensional optical memories and photocurable resin compositions for stereolithography. If the two-photon absorption material further has fluorescence properties, the two-photon absorption material can also be applied to fluorescent dye materials used in two-photon fluorescence microscopes and the like. If this two-photon absorption material is used in a three-dimensional optical memory, it may be possible to adopt a method of reading the ON/OFF state of the recording layer based on changes in fluorescence from the two-photon absorption material. Current optical memories adopt a method of reading the ON/OFF state of a recording layer based on changes in light reflectance and light absorption in a two-photon absorption material. However, when this method is applied to a three-dimensional optical memory, crosstalk may occur based on a recording layer different from the recording layer whose ON/OFF state should be read.

二光子吸収材料では、二光子吸収の効率を示す指標として、二光子吸収断面積(GM値)が用いられる。二光子吸収断面積の単位は、GM(10-50cm4・s・molecule-1・photon-1)である。これまでに、大きい二光子吸収断面積を有する有機二光子吸収材料が数多く提案されている。例えば、500GMを上回る程度に大きい二光子吸収断面積を有する化合物が多数報告されている(例えば、非特許文献1)。しかし、ほとんどの報告において、二光子吸収断面積は、600nmよりも長い波長を有するレーザー光を用いて測定されている。特に、レーザー光として、750nmよりも長い波長を有する近赤外線が利用されることもある。 In two-photon absorption materials, a two-photon absorption cross section (GM value) is used as an indicator of efficiency of two-photon absorption. The unit of the two-photon absorption cross section is GM (10 −50 cm 4 ·s·molecule −1 ·photon −1 ). Many organic two-photon absorption materials with large two-photon absorption cross sections have been proposed so far. For example, many compounds with two-photon absorption cross sections as large as over 500 GM have been reported (eg, Non-Patent Document 1). However, in most reports the two-photon absorption cross section is measured using laser light with a wavelength longer than 600 nm. In particular, near-infrared rays having a wavelength longer than 750 nm are sometimes used as laser light.

しかし、二光子吸収材料を産業用途に応用するためには、より短い波長を有するレーザー光を照射したときに、二光子吸収特性を発現する材料が必要とされる。例えば、三次元光メモリの分野において、短い波長を有するレーザー光は、より微細な集光スポットを実現できるため、三次元光メモリの記録密度を向上させることができる。光造形の分野においても、短い波長を有するレーザー光は、より高い解像度での造形を実現することができる。さらに、Blu-ray(登録商標)ディスクの規格では、405nmの中心波長を有するレーザー光が用いられる。このように、短い波長を有するレーザー光と同じ波長域の光に対して、優れた二光子吸収特性を有する化合物が開発されれば、産業の発展に大きく貢献できる。 However, in order to apply two-photon absorption materials to industrial applications, materials that exhibit two-photon absorption characteristics when irradiated with laser light having a shorter wavelength are required. For example, in the field of three-dimensional optical memory, a laser beam having a short wavelength can realize a finer focused spot, thereby improving the recording density of the three-dimensional optical memory. Also in the field of stereolithography, laser light having a short wavelength can realize modeling with higher resolution. Furthermore, the Blu-ray (registered trademark) disc standard uses laser light with a central wavelength of 405 nm. Thus, development of a compound having excellent two-photon absorption properties for light in the same wavelength range as short-wave laser light would greatly contribute to the development of industry.

さらに、光強度が大きい極短パルスレーザーを出射する発光装置は、大型であり、かつ、動作が不安定である傾向がある。そのため、このような発光装置は、汎用性及び信頼性の観点から産業用途に採用することが難しい。このことを考慮すると、二光子吸収材料を産業用途に応用するためには、光強度が小さいレーザー光を照射した場合であっても、二光子吸収特性を発現する材料が必要とされる。 Furthermore, a light emitting device that emits an ultrashort pulse laser with high light intensity tends to be large and unstable in operation. Therefore, it is difficult to adopt such a light-emitting device for industrial use from the viewpoint of versatility and reliability. Considering this fact, in order to apply a two-photon absorption material to industrial applications, a material that exhibits two-photon absorption characteristics even when irradiated with a laser beam of low light intensity is required.

二光子吸収特性を有する化合物において、光強度と二光子吸収特性との関係は、以下の式(i)で表される。本明細書では、二光子吸収特性を有する化合物を二光子吸収化合物と呼ぶことがある。式(i)は、二光子吸収化合物を含み、かつ微小厚さdzを有する試料に対して、強度Iの光を照射したときの光強度の減少-dIを算出するための計算式である。式(i)からわかるとおり、光強度の減少-dIは、試料に対する入射光の強度Iの1乗に比例する項と、強度Iの2乗に比例する項との和で表される。

Figure 2022177737000004
In a compound having two-photon absorption properties, the relationship between light intensity and two-photon absorption properties is represented by the following formula (i). A compound having two-photon absorption properties is sometimes referred to herein as a two-photon absorption compound. Formula (i) is a calculation formula for calculating the decrease in light intensity -dI when a sample containing a two-photon absorption compound and having a very small thickness dz is irradiated with light of intensity I. As can be seen from equation (i), the decrease in light intensity -dI is expressed by the sum of a term proportional to the first power of the intensity I of the incident light on the sample and a term proportional to the square of the intensity I.
Figure 2022177737000004

式(i)において、αは、一光子吸収係数(cm-1)である。α(2)は、二光子吸収係数(cm/W)である。式(i)からは、試料において、一光子吸収量と二光子吸収量とが等しいときの入射光の強度Iがα/α(2)で表されることがわかる。すなわち、入射光の強度Iがα/α(2)よりも小さいときに、試料において、一光子吸収が優先して生じる。入射光の強度Iがα/α(2)よりも大きいときに、試料において、二光子吸収が優先して生じる。そのため、試料におけるα/α(2)の値が小さければ小さいほど、光強度が小さいレーザー光によって、二光子吸収を優先して発現させることができる傾向がある。 In formula (i), α is the one-photon absorption coefficient (cm −1 ). α (2) is the two-photon absorption coefficient (cm/W). From equation (i), it can be seen that the incident light intensity I when the one-photon absorption and the two-photon absorption are equal in the sample is expressed by α/α (2) . That is, when the intensity I of incident light is smaller than α/α (2) , one-photon absorption preferentially occurs in the sample. Two-photon absorption occurs preferentially in the sample when the intensity I of the incident light is greater than α/α (2) . Therefore, there is a tendency that the smaller the value of α/α (2) in the sample, the more preferentially two-photon absorption can be achieved by a laser beam with a lower light intensity.

さらに、α及びα(2)は、それぞれ、下記式(ii)及び(iii)で表すことができる。式(ii)及び(iii)において、εは、モル吸光係数(mol-1・L・cm-1)である。Nは、試料の単位体積当たりの化合物の分子数(mol・cm-3)である。NAは、アボガドロ定数である。σは、二光子吸収断面積(GM)である。h-(エイチバー)は、ディラック定数(J・s)である。ωは、入射光の角周波数(rad/s)である。

Figure 2022177737000005
Furthermore, α and α (2) can be represented by the following formulas (ii) and (iii), respectively. In formulas (ii) and (iii), ε is the molar extinction coefficient (mol −1 ·L·cm −1 ). N is the number of molecules of the compound per unit volume of the sample (mol·cm −3 ). N A is Avogadro's constant. σ is the two-photon absorption cross section (GM). h− (h bar) is the Dirac constant (J·s). ω is the angular frequency (rad/s) of incident light.
Figure 2022177737000005

式(ii)及び(iii)から、α/α(2)は、ε/σによって定まることがわかる。すなわち、光強度が小さいレーザー光によって二光子吸収を優先して発現させるためには、照射するレーザー光の波長に対して、モル吸光係数εに対する二光子吸収断面積σの比σ/εが大きいことが望ましい。化合物について、特定の波長における比σ/εの値が大きい場合、その波長における光吸収の非線形性が高いと言える。 From equations (ii) and (iii), it can be seen that α/α (2) is determined by ε/σ. That is, in order to preferentially express two-photon absorption by laser light with low light intensity, the ratio σ/ε of the two-photon absorption cross section σ to the molar extinction coefficient ε is large with respect to the wavelength of the irradiated laser light. is desirable. For a compound, when the value of the ratio σ/ε at a particular wavelength is large, it can be said that the nonlinearity of light absorption at that wavelength is high.

特許文献1及び2には、405nm付近の波長を有する光に対して、大きい二光子吸収断面積を有する化合物が開示されている。特許文献3及び4には、405nm付近の波長を有するレーザー光を用いたときに、書き込み時間を短縮できる光情報記録媒体、及び光情報記録媒体に含まれる化合物が開示されている。 Patent Documents 1 and 2 disclose compounds having a large two-photon absorption cross-section for light having a wavelength around 405 nm. Patent Documents 3 and 4 disclose an optical information recording medium capable of shortening the writing time when using a laser beam having a wavelength of around 405 nm, and a compound contained in the optical information recording medium.

特許文献1及び3には、大きいπ電子共役系を有する化合物が記載されている。さらに、特許文献2には、大きいπ電子共役系を有するベンゾフェノン誘導体が記載されている。しかし、化合物において、π電子共役系が拡大すると、二光子吸収断面積が増加する一方、一光子吸収に由来するピークが長波長域にシフトする傾向がある。本明細書では、一光子吸収に由来するピークが長波長域にシフトすることを長波長シフト又はレッドシフトと呼ぶことがある。一光子吸収に由来するピークが長波長シフトした結果、一光子吸収が生じる波長域の一部が励起光の波長と重複することがある。なお、励起光の波長の具体例としては、Blu-ray(登録商標)の規格で定められた405nmが挙げられる。化合物において、励起光による一光子吸収が大きいと、光吸収の非線形性が低下する傾向がある。光吸収の非線形性が低い化合物は、多層化された三次元光メモリの記録層には適していない。 Patent Documents 1 and 3 describe compounds having a large conjugated π-electron system. Furthermore, Patent Document 2 describes a benzophenone derivative having a large π-electron conjugated system. However, when the π-electron conjugated system expands in the compound, the two-photon absorption cross section increases, while the peak derived from one-photon absorption tends to shift to a longer wavelength region. In this specification, the shift of the peak resulting from one-photon absorption to the longer wavelength region is sometimes referred to as long wavelength shift or red shift. As a result of the shift of the peak derived from one-photon absorption to a longer wavelength, part of the wavelength region in which one-photon absorption occurs may overlap with the wavelength of the excitation light. A specific example of the wavelength of the excitation light is 405 nm defined by the Blu-ray (registered trademark) standard. In a compound, when the one-photon absorption by excitation light is large, the nonlinearity of light absorption tends to decrease. A compound with low nonlinearity of light absorption is not suitable for the recording layer of a multi-layered three-dimensional optical memory.

さらに、特許文献2に開示されたベンゾフェノン誘導体では、項間交差の量子収率がほとんど100%である。このベンゾフェノン誘導体は、一重項励起状態から速やかに三重項励起状態に遷移するため、蛍光をほとんど放射しない。特許文献4には、光情報記録媒体に含まれる二光子吸収化合物としてジフェニルアセチレンが開示されている。しかし、ジフェニルアセチレンは、蛍光をほとんど放射しない。 Furthermore, the benzophenone derivative disclosed in Patent Document 2 has an intersystem crossing quantum yield of almost 100%. Since this benzophenone derivative rapidly transitions from a singlet excited state to a triplet excited state, it hardly emits fluorescence. Patent Document 4 discloses diphenylacetylene as a two-photon absorption compound contained in an optical information recording medium. However, diphenylacetylene emits little fluorescence.

本発明者らは、鋭意検討の結果、後述する式(1)で表される化合物が、短波長域の波長を有する光に対して、高い非線形吸収特性を有することを新たに見出し、本開示の非線形吸収材料を完成するに至った。詳細には、本発明者らは、式(1)で表される化合物では、短波長域の波長を有する光に対して、モル吸光係数εに対する二光子吸収断面積σの比σ/εの値が大きく、光吸収の非線形性が高い傾向があることを見出した。さらに、この化合物は、蛍光特性を有する傾向もある。本明細書において、短波長域は、405nmを含む波長域を意味し、例えば、390nm以上420nm以下の波長域を意味する。 As a result of intensive studies, the present inventors have newly found that the compound represented by the formula (1) described later has high nonlinear absorption characteristics with respect to light having a wavelength in the short wavelength region, and the present disclosure completed a nonlinear absorption material. Specifically, the present inventors found that in the compound represented by the formula (1), the ratio σ/ε of the two-photon absorption cross section σ to the molar extinction coefficient ε for light having a wavelength in the short wavelength region It was found that the value is large and the nonlinearity of light absorption tends to be high. Furthermore, this compound also tends to have fluorescent properties. In this specification, the short wavelength range means a wavelength range including 405 nm, for example, a wavelength range of 390 nm or more and 420 nm or less.

(本開示に係る一態様の概要)
本開示の第1態様にかかる非線形吸収材料は、
下記式(1)で表される化合物を含む。

Figure 2022177737000006
前記式(1)において、R1からR10は、互いに独立して、H、C、N、O、F、P、S、Cl、I及びBrからなる群より選ばれる少なくとも1つの原子を含み、かつ、芳香環を含む基以外の他の基である。
ただし、前記化合物が下記式(2)で表される場合、R3及びR8は、下記要件(a)から(c)を満たす。
(a)前記R3及び前記R8からなる群より選ばれる少なくとも1つは、前記R3又は前記R8に隣接するフェニレン基に直接結合している炭素原子を有する。
(b)前記R3及び前記R8の両方がアルキル基である場合、前記R3及び前記R8からなる群より選ばれる少なくとも1つの前記アルキル基の炭素数は、2以下又は5以上である。
(c)前記R3が水素原子である場合、前記R8は、不飽和炭化水素基、炭素数が3以下又は5以上の飽和炭化水素基、ハロゲン化アルキル基、カルボキシル基、炭素数が2又は4以上のアルコキシカルボニル基、アルデヒド基、アシル基又はアミド基である。
Figure 2022177737000007
(Overview of one aspect of the present disclosure)
The nonlinear absorbent material according to the first aspect of the present disclosure comprises:
The compound represented by the following formula (1) is included.
Figure 2022177737000006
In the above formula (1), R 1 to R 10 each independently contain at least one atom selected from the group consisting of H, C, N, O, F, P, S, Cl, I and Br; and a group other than a group containing an aromatic ring.
However, when the compound is represented by the following formula (2), R 3 and R 8 satisfy the following requirements (a) to (c).
(a) At least one selected from the group consisting of R 3 and R 8 has a carbon atom directly bonded to a phenylene group adjacent to R 3 or R 8 .
(b) when both R 3 and R 8 are alkyl groups, at least one alkyl group selected from the group consisting of R 3 and R 8 has 2 or less or 5 or more carbon atoms; .
(c) when R 3 is a hydrogen atom, R 8 is an unsaturated hydrocarbon group, a saturated hydrocarbon group having 3 or less or 5 or more carbon atoms, a halogenated alkyl group, a carboxyl group, or 2 carbon atoms; or 4 or more alkoxycarbonyl groups, aldehyde groups, acyl groups or amido groups.
Figure 2022177737000007

第1態様にかかる非線形吸収材料は、短波長域の波長を有する光に対して、モル吸光係数εに対する二光子吸収断面積σの比σ/εが大きく、光吸収の非線形性が高い傾向がある。このように、非線形吸収材料について、短波長域の波長を有する光に対する非線形吸収特性が改善されている。第1態様にかかる非線形吸収材料は、蛍光特性を有する傾向もある。 The nonlinear absorption material according to the first aspect has a large ratio σ/ε of the two-photon absorption cross section σ to the molar extinction coefficient ε for light having a wavelength in a short wavelength region, and tends to have high nonlinearity in light absorption. be. Thus, the nonlinear absorption material has improved nonlinear absorption characteristics for light having wavelengths in the short wavelength range. Nonlinear absorbing materials according to the first aspect also tend to have fluorescent properties.

本開示の第2態様において、例えば、第1態様にかかる非線形吸収材料では、前記R1から前記R10は、互いに独立して、水素原子、ハロゲン原子、飽和炭化水素基、ハロゲン化アルキル基、不飽和炭化水素基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、アルデヒド基、アシル基、アミド基、ニトリル基、アルコキシ基、アシルオキシ基、チオール基、アルキルチオ基、スルホン酸基、アシルチオ基、アルキルスルホニル基、スルホンアミド基、1級アミノ基、2級アミノ基、3級アミノ基又はニトロ基であってもよい。 In the second aspect of the present disclosure, for example, in the nonlinear absorbing material according to the first aspect, R 1 to R 10 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a saturated hydrocarbon group, a halogenated alkyl group, Unsaturated hydrocarbon group, hydroxyl group, carboxyl group, alkoxycarbonyl group, aldehyde group, acyl group, amide group, nitrile group, alkoxy group, acyloxy group, thiol group, alkylthio group, sulfonic acid group, acylthio group, alkylsulfonyl group , a sulfonamide group, a primary amino group, a secondary amino group, a tertiary amino group or a nitro group.

本開示の第3態様において、例えば、第1又は第2態様にかかる非線形吸収材料では、前記R3及び前記R8からなる群より選ばれる少なくとも1つは、飽和炭化水素基、ハロゲン化アルキル基、不飽和炭化水素基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、アルデヒド基、アシル基又はアルコキシ基であってもよい。 In the third aspect of the present disclosure, for example, in the nonlinear absorption material according to the first or second aspect, at least one selected from the group consisting of R 3 and R 8 is a saturated hydrocarbon group, a halogenated alkyl group , unsaturated hydrocarbon group, hydroxyl group, carboxyl group, aldehyde group, acyl group or alkoxy group.

本開示の第4態様において、例えば、第1から第3態様のいずれか1つにかかる非線形吸収材料では、前記R3及び前記R8からなる群より選ばれる少なくとも1つは、アルキル基又はアルコキシ基であってもよい。 In the fourth aspect of the present disclosure, for example, in the nonlinear absorption material according to any one of the first to third aspects, at least one selected from the group consisting of R 3 and R 8 is an alkyl group or an alkoxy may be a base.

本開示の第5態様において、例えば、第1から第4態様のいずれか1つにかかる非線形吸収材料は、1-エチニル-4-(フェニルエチニル)ベンゼン、1-エチル-4-[(4-メチルフェニル)エチニル]ベンゼン、1-エチル-4-[(4-メトキシフェニル)エチニル]ベンゼン及び1-ペンチル-4-[(4-メトキシフェニル)エチニル]ベンゼンからなる群より選ばれる少なくとも1つを含んでいてもよい。 In a fifth aspect of the present disclosure, for example, the nonlinear absorbing material according to any one of the first to fourth aspects is 1-ethynyl-4-(phenylethynyl)benzene, 1-ethyl-4-[(4- at least one selected from the group consisting of methylphenyl)ethynyl]benzene, 1-ethyl-4-[(4-methoxyphenyl)ethynyl]benzene and 1-pentyl-4-[(4-methoxyphenyl)ethynyl]benzene may contain.

本開示の第6態様において、例えば、第1から第5態様のいずれか1つにかかる非線形吸収材料は、390nm以上420nm以下の波長を有する光を利用するデバイスに用いられてもよい。 In the sixth aspect of the present disclosure, for example, the nonlinear absorption material according to any one of the first to fifth aspects may be used in devices that utilize light having a wavelength of 390 nm or more and 420 nm or less.

第2から第6態様によれば、非線形吸収材料において、短波長域の波長を有する光に対する非線形吸収特性が改善されている。第2から第6態様にかかる非線形吸収材料は、蛍光特性を有する傾向もある。この非線形吸収材料は、390nm以上420nm以下の波長を有する光を利用するデバイスの用途に適している。 According to the second to sixth aspects, the nonlinear absorption material has improved nonlinear absorption characteristics for light having a wavelength in the short wavelength range. Nonlinear absorbing materials according to the second to sixth aspects also tend to have fluorescent properties. This nonlinear absorption material is suitable for use in devices that utilize light having a wavelength of 390 nm or more and 420 nm or less.

本開示の第7態様にかかる記録媒体は、
第1から第6態様のいずれか1つにかかる非線形吸収材料を含む。
A recording medium according to a seventh aspect of the present disclosure includes
A nonlinear absorbing material according to any one of the first through sixth aspects.

第7態様によれば、非線形吸収材料において、短波長域の波長を有する光に対する非線形吸収特性が改善されている。第7態様で用いられる非線形吸収材料は、蛍光特性を有する傾向もある。このような非線形吸収材料を含む記録媒体は、高い記録密度で情報を記録することができる。 According to the seventh aspect, the nonlinear absorption material has improved nonlinear absorption characteristics for light having wavelengths in the short wavelength region. The nonlinear absorbing materials used in the seventh aspect also tend to have fluorescent properties. A recording medium containing such a nonlinear absorption material can record information at a high recording density.

本開示の第8態様にかかる情報の記録方法は、
390nm以上420nm以下の波長を有する光を発する光源を準備し、
前記光源からの前記光を集光して、第1から第6態様のいずれか1つにかかる非線形吸収材料を含む記録媒体における記録層に照射する、
ことを含む。
An information recording method according to an eighth aspect of the present disclosure includes:
preparing a light source that emits light having a wavelength of 390 nm or more and 420 nm or less;
condensing the light from the light source and irradiating the recording layer in the recording medium containing the nonlinear absorbing material according to any one of the first to sixth aspects;
Including.

第8態様によれば、非線形吸収材料において、短波長域の波長を有する光に対する非線形吸収特性が改善されている。第8態様で用いられる非線形吸収材料は、蛍光特性を有する傾向もある。このような非線形吸収材料を含む記録媒体を用いた情報の記録方法によれば、高い記録密度で情報を記録することができる。 According to the eighth aspect, the nonlinear absorption material has improved nonlinear absorption characteristics for light having wavelengths in the short wavelength region. The nonlinear absorbing materials used in the eighth aspect also tend to have fluorescent properties. According to an information recording method using a recording medium containing such a nonlinear absorption material, information can be recorded at a high recording density.

本開示の第9態様にかかる情報の読出方法は、例えば、第8態様にかかる記録方法によって記録された情報の読出方法であって、
前記読出方法は、
前記記録媒体における記録層に対して光を照射することによって、前記記録層の光学特性を測定し、
前記記録層から情報を読み出す、
ことを含む。
An information reading method according to a ninth aspect of the present disclosure is, for example, a method for reading information recorded by the recording method according to the eighth aspect,
The reading method is
measuring the optical characteristics of the recording layer by irradiating the recording layer in the recording medium with light;
reading information from the recording layer;
Including.

本開示の第10態様において、例えば、第9態様にかかる情報の読出方法では、前記光学特性は、前記記録層から放射された蛍光の光の強度であってもよい。 In the tenth aspect of the present disclosure, for example, in the information reading method according to the ninth aspect, the optical characteristic may be the intensity of fluorescent light emitted from the recording layer.

第9又は第10態様によれば、情報を読み出すときに、他の記録層に基づくクロストークの発生を抑制できる。 According to the ninth or tenth aspect, it is possible to suppress the occurrence of crosstalk based on other recording layers when reading information.

以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら説明する。本開示は、以下の実施形態に限定されない。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings. The present disclosure is not limited to the following embodiments.

(実施形態)
本実施形態の非線形吸収材料は、下記式(1)で表される化合物Aを含む。

Figure 2022177737000008
(embodiment)
The nonlinear absorption material of this embodiment contains compound A represented by the following formula (1).
Figure 2022177737000008

式(1)において、R1からR10は、互いに独立して、H、C、N、O、F、P、S、Cl、I及びBrからなる群より選ばれる少なくとも1つの原子を含み、かつ、芳香環を含む基以外の他の基である。言い換えると、R1からR10は、芳香環を含まない。芳香環は、炭素原子から構成されているものだけでなく、酸素原子、窒素原子、硫黄原子などのヘテロ原子を含む複素芳香環も含む。芳香環としては、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、フラン環、ピロール環、ピリジン環、チオフェン環などが挙げられる。芳香環を含む基の具体例としては、アリールエチニル基(-C≡C-Ar)、アリールアシル基(-COAr)などが挙げられる。 In formula (1), R 1 to R 10 each independently contain at least one atom selected from the group consisting of H, C, N, O, F, P, S, Cl, I and Br, Moreover, it is a group other than a group containing an aromatic ring. In other words, R 1 to R 10 do not contain aromatic rings. Aromatic rings include not only those composed of carbon atoms but also heteroaromatic rings containing heteroatoms such as oxygen, nitrogen and sulfur atoms. Examples of aromatic rings include benzene ring, naphthalene ring, anthracene ring, phenanthrene ring, furan ring, pyrrole ring, pyridine ring and thiophene ring. Specific examples of the group containing an aromatic ring include an arylethynyl group (--C.ident.C--Ar) and an arylacyl group (--COAr).

1からR10は、互いに独立して、水素原子、ハロゲン原子、飽和炭化水素基、ハロゲン化アルキル基、不飽和炭化水素基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、アルデヒド基、アシル基、アミド基、ニトリル基、アルコキシ基、アシルオキシ基、チオール基、アルキルチオ基、スルホン酸基、アシルチオ基、アルキルスルホニル基、スルホンアミド基、1級アミノ基、2級アミノ基、3級アミノ基又はニトロ基であってもよい。 R 1 to R 10 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, a saturated hydrocarbon group, a halogenated alkyl group, an unsaturated hydrocarbon group, a hydroxyl group, a carboxyl group, an alkoxycarbonyl group, an aldehyde group, an acyl group, amido group, nitrile group, alkoxy group, acyloxy group, thiol group, alkylthio group, sulfonic acid group, acylthio group, alkylsulfonyl group, sulfonamide group, primary amino group, secondary amino group, tertiary amino group or nitro group may be

ハロゲン原子としては、F、Cl、Br、Iなどが挙げられる。本明細書では、ハロゲン原子をハロゲン基と呼ぶことがある。 Halogen atoms include F, Cl, Br, I and the like. In this specification, a halogen atom may be referred to as a halogen group.

飽和炭化水素基は、例えば、脂肪族飽和炭化水素基である。脂肪族飽和炭化水素基の具体例は、アルキル基である。アルキル基は、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよく、環状であってもよい。アルキル基の炭素数は、特に限定されず、例えば1以上20以下である。アルキル基の炭素数は、化合物Aを容易に合成できる観点から、1以上10以下であってもよく、1以上5以下であってもよい。アルキル基の炭素数を調節することによって、化合物Aについて、溶媒又は樹脂組成物に対する溶解性を調節することができる。アルキル基に含まれる少なくとも1つの水素原子は、N、O、P及びSからなる群より選ばれる少なくとも1つの原子を含む基によって置換されていてもよい。アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、2-メチルブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、2,3-ジメチルヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、エイコシル基、2-メトキシブチル基、6-メトキシヘキシル基などが挙げられる。 A saturated hydrocarbon group is, for example, an aliphatic saturated hydrocarbon group. A specific example of an aliphatic saturated hydrocarbon group is an alkyl group. The alkyl group may be linear, branched, or cyclic. The number of carbon atoms in the alkyl group is not particularly limited, and is, for example, 1 or more and 20 or less. The number of carbon atoms in the alkyl group may be 1 or more and 10 or less, or 1 or more and 5 or less, from the viewpoint of facilitating synthesis of compound A. By adjusting the carbon number of the alkyl group, the solubility of compound A in the solvent or resin composition can be adjusted. At least one hydrogen atom contained in the alkyl group may be substituted with a group containing at least one atom selected from the group consisting of N, O, P and S. Alkyl groups include methyl, ethyl, propyl, butyl, 2-methylbutyl, pentyl, hexyl, 2,3-dimethylhexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl, and undecyl groups. , dodecyl group, tridecyl group, tetradecyl group, pentadecyl group, hexadecyl group, heptadecyl group, octadecyl group, nonadecyl group, eicosyl group, 2-methoxybutyl group, 6-methoxyhexyl group and the like.

ハロゲン化アルキル基とは、アルキル基に含まれる少なくとも1つの水素原子がハロゲン原子によって置換された基を意味する。ハロゲン化アルキル基は、アルキル基に含まれる全ての水素原子がハロゲン原子によって置換された基であってもよい。アルキル基としては、例えば、上述したものが挙げられる。ハロゲン化アルキル基の具体例は、-CF3である。 A halogenated alkyl group means a group in which at least one hydrogen atom contained in an alkyl group is substituted with a halogen atom. A halogenated alkyl group may be a group in which all hydrogen atoms contained in an alkyl group are substituted with halogen atoms. Examples of alkyl groups include those described above. A specific example of a halogenated alkyl group is --CF 3 .

不飽和炭化水素基は、炭素-炭素二重結合、炭素-炭素三重結合などの不飽和結合を含む。不飽和炭化水素基に含まれる不飽和結合の数は、例えば1以上5以下である。不飽和炭化水素基の炭素数は、特に限定されず、例えば2以上20以下であり、2以上10以下であってもよく、2以上5以下であってもよい。不飽和炭化水素基は、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよく、環状であってもよい。不飽和炭化水素基に含まれる少なくとも1つの水素原子は、N、O、P及びSからなる群より選ばれる少なくとも1つの原子を含む基によって置換されていてもよい。不飽和炭化水素基としては、ビニル基、エチニル基などが挙げられる。 Unsaturated hydrocarbon groups contain unsaturated bonds such as carbon-carbon double bonds and carbon-carbon triple bonds. The number of unsaturated bonds contained in the unsaturated hydrocarbon group is, for example, 1 or more and 5 or less. The number of carbon atoms in the unsaturated hydrocarbon group is not particularly limited, and may be, for example, 2 to 20, may be 2 to 10, or may be 2 to 5. The unsaturated hydrocarbon group may be linear, branched, or cyclic. At least one hydrogen atom contained in the unsaturated hydrocarbon group may be substituted with a group containing at least one atom selected from the group consisting of N, O, P and S. Examples of unsaturated hydrocarbon groups include vinyl groups and ethynyl groups.

ヒドロキシル基は、-OHで表される。カルボキシル基は、-COOHで表される。アルコキシカルボニル基は、-COORaで表される。アルデヒド基は、-COHで表される。アシル基は、-CORbで表される。アミド基は、-CONRcdで表される。ニトリル基は、-CNで表される。アルコキシ基は、-OReで表される。アシルオキシ基は、-OCORfで表される。チオール基は、-SHで表される。アルキルチオ基は、-SRgで表される。スルホン酸基は、-SO3Hで表される。アシルチオ基は、-SCORhで表される。アルキルスルホニル基は、-SO2iで表される。スルホンアミド基は、-SO2NRjkで表される。1級アミノ基は、-NH2で表される。2級アミノ基は、-NHRlで表される。3級アミノ基は、-NRmnで表される。ニトロ基は、-NO2で表される。RaからRnは、互いに独立して、アルキル基である。アルキル基としては、例えば、上述したものが挙げられる。ただし、アミド基のRc及びRd、並びに、スルホンアミド基のRj及びRkは、互いに独立して、水素原子であってもよい。 A hydroxyl group is represented by -OH. A carboxyl group is represented by -COOH. An alkoxycarbonyl group is represented by -COOR a . An aldehyde group is represented by -COH. An acyl group is represented by -COR b . An amide group is represented by -CONR c R d . A nitrile group is represented by -CN. An alkoxy group is represented by -OR e . An acyloxy group is represented by -OCOR f . A thiol group is represented by —SH. An alkylthio group is represented by -SR g . A sulfonic acid group is represented by --SO 3 H. An acylthio group is represented by -SCOR h . An alkylsulfonyl group is represented by --SO 2 R i . A sulfonamide group is represented by --SO 2 NR j R k . A primary amino group is represented by -NH2 . A secondary amino group is represented by —NHR 1 . A tertiary amino group is represented by —NR m R n . A nitro group is represented by —NO 2 . R a to R n are each independently an alkyl group. Examples of alkyl groups include those described above. However, R c and R d of the amide group and R j and R k of the sulfonamide group may each independently be a hydrogen atom.

アルコキシカルボニル基の具体例は、-COOCH3、-COO(CH23CH3及び-COO(CH27CH3である。アシル基の具体例は、-COCH3である。アミド基の具体例は、-CONH2である。アルコキシ基の具体例は、メトキシ基、エトキシ基、2-メトキシエトキシ基、ブトキシ基、2-メチルブトキシ基、2-メトキシブトキシ基、4-エチルチオブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基、ノニルオキシ基、デシルオキシ基、ウンデシルオキシ基、ドデシルオキシ基、トリデシルオキシ基、テトラデシルオキシ基、ペンタデシルオキシ基、ヘキサデシルオキシ基、ヘプタデシルオキシ基、オクタデシルオキシ基、ノナデシルオキシ基及びエイコシルオキシ基である。アシルオキシ基の具体例は、-OCOCH3である。アシルチオ基の具体例は、-SCOCH3である。アルキルスルホニル基の具体例は、-SO2CH3である。スルホンアミド基の具体例は、-SO2NH2である。3級アミノ基の具体例は、-N(CH32である。 Illustrative examples of alkoxycarbonyl groups are --COOCH 3 , --COO(CH 2 ) 3 CH 3 and --COO(CH 2 ) 7 CH 3 . A specific example of an acyl group is -COCH3 . A specific example of an amide group is --CONH 2 . Specific examples of alkoxy groups include methoxy, ethoxy, 2-methoxyethoxy, butoxy, 2-methylbutoxy, 2-methoxybutoxy, 4-ethylthiobutoxy, pentyloxy, hexyloxy and heptyl. oxy group, octyloxy group, nonyloxy group, decyloxy group, undecyloxy group, dodecyloxy group, tridecyloxy group, tetradecyloxy group, pentadecyloxy group, hexadecyloxy group, heptadecyloxy group, octadecyloxy group , a nonadecyloxy group and an eicosyloxy group. A specific example of an acyloxy group is --OCOCH 3 . A specific example of an acylthio group is -SCOCH3 . A specific example of an alkylsulfonyl group is --SO 2 CH 3 . A specific example of a sulfonamide group is --SO 2 NH 2 . A specific example of a tertiary amino group is --N(CH 3 ) 2 .

3及びR8からなる群より選ばれる少なくとも1つは、例えば、飽和炭化水素基、ハロゲン化アルキル基、不飽和炭化水素基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、アルデヒド基、アシル基又はアルコキシ基である。R3及びR8からなる群より選ばれる少なくとも1つは、アルキル基、ハロゲン化アルキル基、不飽和炭化水素基又はアルコキシ基であってもよく、アルキル基又はアルコキシ基であってもよい。R3及びR8からなる群より選ばれる少なくとも1つは、不飽和炭化水素基であってもよい。 At least one selected from the group consisting of R 3 and R 8 is, for example, a saturated hydrocarbon group, a halogenated alkyl group, an unsaturated hydrocarbon group, a hydroxyl group, a carboxyl group, an aldehyde group, an acyl group or an alkoxy group. . At least one selected from the group consisting of R 3 and R 8 may be an alkyl group, a halogenated alkyl group, an unsaturated hydrocarbon group or an alkoxy group, or may be an alkyl group or an alkoxy group. At least one selected from the group consisting of R 3 and R 8 may be an unsaturated hydrocarbon group.

ただし、化合物Aが下記式(2)で表される化合物Bである場合、R3及びR8は、下記要件(a)から(c)を満たす。
(a)R3及びR8からなる群より選ばれる少なくとも1つは、R3又はR8に隣接するフェニレン基に直接結合している炭素原子を有する。
(b)R3及びR8の両方がアルキル基である場合、R3及びR8からなる群より選ばれる少なくとも1つのアルキル基の炭素数は、2以下又は5以上である。
(c)R3が水素原子である場合、R8は、不飽和炭化水素基、炭素数が3以下又は5以上の飽和炭化水素基、ハロゲン化アルキル基、カルボキシル基、炭素数が2又は4以上のアルコキシカルボニル基、アルデヒド基、アシル基又はアミド基である。

Figure 2022177737000009
However, when compound A is compound B represented by the following formula (2), R 3 and R 8 satisfy requirements (a) to (c) below.
(a) at least one selected from the group consisting of R 3 and R 8 has a carbon atom directly bonded to the phenylene group adjacent to R 3 or R 8 ;
(b) When both R 3 and R 8 are alkyl groups, at least one alkyl group selected from the group consisting of R 3 and R 8 has 2 or less or 5 or more carbon atoms.
(c) when R 3 is a hydrogen atom, R 8 is an unsaturated hydrocarbon group, a saturated hydrocarbon group having 3 or less or 5 or more carbon atoms, a halogenated alkyl group, a carboxyl group, or 2 or 4 carbon atoms; It is the above alkoxycarbonyl group, aldehyde group, acyl group or amido group.
Figure 2022177737000009

要件(a)において、R3が、R3に隣接するフェニレン基に直接結合している炭素原子を有しており、かつ要件(b)及び(c)が満たされていれば、R8は、特に限定されない。この場合、R8は、R8に隣接するフェニレン基に直接結合している酸素原子を有していてもよい。フェニレン基に直接結合している酸素原子を有する置換基としては、メトキシ基などのアルコキシ基が挙げられる。R3及びR8のそれぞれは、R3又はR8に隣接するフェニレン基に直接結合している炭素原子を有していてもよい。 In requirement (a), if R 3 has a carbon atom directly bonded to the phenylene group adjacent to R 3 and requirements (b) and (c) are met, then R 8 is , is not particularly limited. In this case, R 8 may have an oxygen atom directly attached to the phenylene group adjacent to R 8 . Substituents having an oxygen atom directly bonded to a phenylene group include alkoxy groups such as methoxy groups. Each of R3 and R8 may have a carbon atom directly attached to the phenylene group adjacent to R3 or R8 .

要件(b)において、R3及びR8からなる群より選ばれる少なくとも1つのアルキル基の炭素数は、2以下であってもよい。このとき、化合物Bの分子量当たりの二光子吸収断面積が大きい傾向がある。このような化合物Bによれば、非線形吸収材料の単位体積当たりの二光子吸収断面積を容易に増加させることができる。要件(b)において、R3及びR8のそれぞれについて、アルキル基の炭素数が2以下であってもよい。 In requirement (b), at least one alkyl group selected from the group consisting of R 3 and R 8 may have 2 or less carbon atoms. At this time, the two-photon absorption cross section per molecular weight of compound B tends to be large. According to such compound B, the two-photon absorption cross section per unit volume of the nonlinear absorption material can be easily increased. In requirement (b), for each of R 3 and R 8 , the alkyl group may have 2 or less carbon atoms.

要件(b)において、R3及びR8からなる群より選ばれる少なくとも1つのアルキル基の炭素数は、5以上であってもよい。このとき、化合物Bは、樹脂などに対して、高い溶解性を有する傾向がある。すなわち、化合物Bをデバイスの材料の成分として用いた場合に、化合物Bは、当該材料に含まれている樹脂バインダーなどに溶解しやすい。この化合物Bによれば、材料における化合物Bの濃度を容易に増加させることができる。化合物Bの濃度が大きい材料によれば、化合物Bの密度が大きい膜を容易に作製することができる。このように、樹脂バインダーに対する溶解性が高い化合物Bは、デバイスの用途に適している。要件(b)において、R3及びR8のそれぞれについて、アルキル基の炭素数が5以上であってもよい。要件(b)におけるアルキル基の炭素数の上限値は、特に限定されず、例えば20であり、10であってもよい。 In requirement (b), at least one alkyl group selected from the group consisting of R 3 and R 8 may have 5 or more carbon atoms. At this time, compound B tends to have high solubility in resins and the like. That is, when the compound B is used as a component of the device material, the compound B easily dissolves in a resin binder or the like contained in the material. According to this compound B, the concentration of compound B in the material can be easily increased. A film having a high concentration of compound B can be easily produced by using a material having a high concentration of compound B. Thus, compound B, which has high solubility in resin binders, is suitable for use in devices. In requirement (b), for each of R 3 and R 8 , the alkyl group may have 5 or more carbon atoms. The upper limit of the number of carbon atoms in the alkyl group in requirement (b) is not particularly limited, and is, for example, 20, and may be 10.

要件(c)において、R8は、ビニル基、エチニル基などの不飽和炭化水素基であってもよい。このとき、化合物Bにおける蛍光の量子収率が高い傾向がある。要件(c)において、R8は、-CF3などのハロゲン化アルキル基であってもよい。 In requirement (c), R 8 may be an unsaturated hydrocarbon group such as a vinyl group or an ethynyl group. At this time, the quantum yield of fluorescence in compound B tends to be high. In requirement (c), R 8 may be a halogenated alkyl group such as —CF 3 .

要件(a)から(c)を満たす化合物Bの具体例としては、下記式(3)の1-エチニル-4-(フェニルエチニル)ベンゼン、下記式(4)の1-エチル-4-[(4-メチルフェニル)エチニル]ベンゼン、下記式(5)の1-エチル-4-[(4-メトキシフェニル)エチニル]ベンゼン、下記式(6)の1-ペンチル-4-[(4-メトキシフェニル)エチニル]ベンゼン、下記式(7)の4-(フェニルエチニル)スチレン、下記式(8)の1-(フェニルエチニル)-4-(トリフルオロメチル)ベンゼン、下記式(9)のビス(4-ヘキシルフェニル)アセチレンなどが挙げられる。

Figure 2022177737000010
Specific examples of the compound B satisfying the requirements (a) to (c) include 1-ethynyl-4-(phenylethynyl)benzene of the following formula (3), 1-ethyl-4-[( 4-methylphenyl)ethynyl]benzene, 1-ethyl-4-[(4-methoxyphenyl)ethynyl]benzene of the following formula (5), 1-pentyl-4-[(4-methoxyphenyl) of the following formula (6) ) ethynyl]benzene, 4-(phenylethynyl)styrene of the following formula (7), 1-(phenylethynyl)-4-(trifluoromethyl)benzene of the following formula (8), bis(4 -hexylphenyl)acetylene and the like.
Figure 2022177737000010

すなわち、式(1)で表される化合物Aは、化合物Bとして、1-エチニル-4-(フェニルエチニル)ベンゼン、1-エチル-4-[(4-メチルフェニル)エチニル]ベンゼン、1-エチル-4-[(4-メトキシフェニル)エチニル]ベンゼン、1-ペンチル-4-[(4-メトキシフェニル)エチニル]ベンゼン、4-(フェニルエチニル)スチレン、1-(フェニルエチニル)-4-(トリフルオロメチル)ベンゼン及びビス(4-ヘキシルフェニル)アセチレンからなる群より選ばれる少なくとも1つを含んでいてもよい。特に、化合物Aは、1-エチニル-4-(フェニルエチニル)ベンゼン、1-エチル-4-[(4-メチルフェニル)エチニル]ベンゼン、1-エチル-4-[(4-メトキシフェニル)エチニル]ベンゼン及び1-ペンチル-4-[(4-メトキシフェニル)エチニル]ベンゼンからなる群より選ばれる少なくとも1つを含んでいてもよい。 That is, the compound A represented by the formula (1) has, as the compound B, 1-ethynyl-4-(phenylethynyl)benzene, 1-ethyl-4-[(4-methylphenyl)ethynyl]benzene, 1-ethyl -4-[(4-methoxyphenyl)ethynyl]benzene, 1-pentyl-4-[(4-methoxyphenyl)ethynyl]benzene, 4-(phenylethynyl)styrene, 1-(phenylethynyl)-4-(tri It may contain at least one selected from the group consisting of fluoromethyl)benzene and bis(4-hexylphenyl)acetylene. In particular, compound A is 1-ethynyl-4-(phenylethynyl)benzene, 1-ethyl-4-[(4-methylphenyl)ethynyl]benzene, 1-ethyl-4-[(4-methoxyphenyl)ethynyl] It may contain at least one selected from the group consisting of benzene and 1-pentyl-4-[(4-methoxyphenyl)ethynyl]benzene.

要件(a)から(c)を満たす化合物Bでは、ベンゼン環に導入された置換基の電子求引性又は電子供与性が小さい傾向がある。このような置換基によれば、ジフェニルアセチレン分子のπ共役系の大きさが大きく変わらない。このような置換基によれば、π共役系の拡張に起因して、一光子吸収に由来するピークが大きく長波長シフトすることを抑制できる。これにより、化合物Bでは、390nm以上420nm以下の波長域の光に対するモル吸光係数の増加が抑制されており、光吸収の非線形性が高い傾向がある。さらに、上記の置換基によれば、分子の電子状態をわずかに変えることができ、ジフェニルアセチレン分子に蛍光特性を付与できる傾向もある。 In the compound B satisfying the requirements (a) to (c), the substituents introduced into the benzene ring tend to have low electron-withdrawing or electron-donating properties. Such substituents do not significantly change the size of the π-conjugated system of the diphenylacetylene molecule. With such a substituent, it is possible to suppress a large shift of the peak derived from one-photon absorption to a longer wavelength due to the extension of the π-conjugated system. As a result, in compound B, an increase in the molar absorption coefficient for light in the wavelength range of 390 nm or more and 420 nm or less is suppressed, and the nonlinearity of light absorption tends to be high. In addition, the above substituents can slightly alter the electronic state of the molecule, which also tends to impart fluorescent properties to the diphenylacetylene molecule.

式(2)に示すとおり、式(1)において、R1からR2、R4からR7及びR9からR10のそれぞれは、水素原子であってもよい。ただし、R1からR2、R4からR7及びR9からR10からなる群より選ばれる少なくとも1つは、飽和炭化水素基であってもよく、メチル基であってもよい。R1からR2、R4からR7及びR9からR10からなる群より選ばれる少なくとも1つが飽和炭化水素基であるとき、R3及びR8は、水素原子であってもよい。 As shown in formula (2), in formula (1), each of R 1 to R 2 , R 4 to R 7 and R 9 to R 10 may be a hydrogen atom. However, at least one selected from the group consisting of R 1 to R 2 , R 4 to R 7 and R 9 to R 10 may be a saturated hydrocarbon group or a methyl group. When at least one selected from the group consisting of R 1 to R 2 , R 4 to R 7 and R 9 to R 10 is a saturated hydrocarbon group, R 3 and R 8 may be hydrogen atoms.

式(1)において、R1からR2及びR4からR5からなる群より選ばれる少なくとも1つが飽和炭化水素基である場合、R6からR7及びR9からR10のそれぞれは、水素原子であってもよい。ただし、R1からR2及びR4からR5からなる群より選ばれる少なくとも1つが飽和炭化水素基であり、かつ、R6からR7及びR9からR10からなる群より選ばれる少なくとも1つが飽和炭化水素基であってもよい。 In formula (1), when at least one selected from the group consisting of R 1 to R 2 and R 4 to R 5 is a saturated hydrocarbon group, each of R 6 to R 7 and R 9 to R 10 is hydrogen It may be an atom. provided that at least one selected from the group consisting of R 1 to R 2 and R 4 to R 5 is a saturated hydrocarbon group, and at least one selected from the group consisting of R 6 to R 7 and R 9 to R 10 One may be a saturated hydrocarbon group.

1からR2、R4からR7及びR9からR10からなる群より選ばれる少なくとも1つが飽和炭化水素基である化合物Aの具体例としては、下記式(10)の1-メチル-2-(フェニルエチニル)ベンゼン、下記式(11)の1-メチル-3-(フェニルエチニル)ベンゼン、下記式(12)のジ-o-トリルアセチレン、下記式(13)の1-メチル-2-(m-フェニルエチニル)ベンゼンなどが挙げられる。

Figure 2022177737000011
Specific examples of compound A in which at least one selected from the group consisting of R 1 to R 2 , R 4 to R 7 and R 9 to R 10 is a saturated hydrocarbon group include 1-methyl- 2-(phenylethynyl)benzene, 1-methyl-3-(phenylethynyl)benzene of the following formula (11), di-o-tolylacetylene of the following formula (12), 1-methyl-2 of the following formula (13) -(m-phenylethynyl)benzene and the like.
Figure 2022177737000011

式(1)で表される化合物Aの合成方法は、特に限定されない。化合物Aは、例えば、薗頭クロスカップリング反応によって合成することができる。詳細には、まず、下記式(14)で表される化合物C及び下記式(15)で表される化合物Dを準備する。

Figure 2022177737000012
The method for synthesizing compound A represented by formula (1) is not particularly limited. Compound A can be synthesized, for example, by a Sonogashira cross-coupling reaction. Specifically, first, a compound C represented by the following formula (14) and a compound D represented by the following formula (15) are prepared.
Figure 2022177737000012

式(14)のXは、臭素、ヨウ素などのハロゲン原子、又は、B(OH)2である。式(14)のR1からR5及び式(15)のR6からR10は、式(1)について上述したものと同じである。次に、化合物Cと化合物Dとのカップリング反応を行う。これにより、化合物Aを合成することができる。カップリング反応の条件は、例えば、化合物C及び化合物Dの置換基の種類に応じて適切に調整することができる。 X in formula (14) is a halogen atom such as bromine or iodine, or B(OH) 2 . R 1 to R 5 in formula (14) and R 6 to R 10 in formula (15) are the same as described above for formula (1). Next, a coupling reaction between compound C and compound D is performed. Thereby, the compound A can be synthesized. The conditions for the coupling reaction can be appropriately adjusted according to the types of substituents of compound C and compound D, for example.

式(1)で表される化合物Aは、短波長域の波長を有する光に対して、優れた二光子吸収特性を有し、かつ一光子吸収が小さい傾向がある。一例として、405nmの波長を有する光を化合物Aに照射したときに、化合物Aにおいて、二光子吸収が生じる一方、一光子吸収がほとんど生じなくてもよい。 The compound A represented by formula (1) tends to have excellent two-photon absorption characteristics and low one-photon absorption with respect to light having a wavelength in the short wavelength region. As an example, when compound A is irradiated with light having a wavelength of 405 nm, compound A may exhibit two-photon absorption but little one-photon absorption.

405nmの波長を有する光に対する化合物Aの二光子吸収断面積は、1GMを上回っていてもよく、10GM以上であってもよく、20GM以上であってもよく、100GM以上であってもよい。化合物Aの二光子吸収断面積の上限値は、特に限定されず、例えば1000GMである。二光子吸収断面積は、例えば、J. Opt. Soc. Am. B, 2003, Vol. 20, p. 529.に記載されたZスキャン法によって測定することができる。Zスキャン法は、非線形光学定数を測定するための方法として広く用いられている。Zスキャン法では、レーザービームが集光する焦点付近において、当該ビームの照射方向に沿って測定試料を移動させる。このとき、測定試料を透過した光の光量の変化を記録する。Zスキャン法では、測定試料の位置に応じて、入射光のパワー密度が変化する。そのため、測定試料が非線形吸収を行う場合、測定試料がレーザービームの焦点付近に位置すると、透過光の光量が減衰する。入射光の強度、測定試料の厚さ、測定試料における化合物Aの濃度などから予測される理論曲線に対して、透過光量の変化についてフィッティングを行うことによって二光子吸収断面積を算出することができる。 The two-photon absorption cross section of Compound A for light having a wavelength of 405 nm may be greater than 1 GM, may be 10 GM or greater, may be 20 GM or greater, or may be 100 GM or greater. The upper limit of the two-photon absorption cross section of compound A is not particularly limited, and is, for example, 1000 GM. The two-photon absorption cross section can be measured, for example, by the Z scan method described in J. Opt. Soc. Am. B, 2003, Vol. 20, p. The Z scan method is widely used as a method for measuring nonlinear optical constants. In the Z scan method, the measurement sample is moved along the irradiation direction of the beam in the vicinity of the focal point where the laser beam is condensed. At this time, changes in the amount of light transmitted through the measurement sample are recorded. In the Z scan method, the power density of incident light changes according to the position of the measurement sample. Therefore, when the measurement sample performs nonlinear absorption, the amount of transmitted light is attenuated when the measurement sample is positioned near the focal point of the laser beam. The two-photon absorption cross section can be calculated by fitting changes in the amount of transmitted light to a theoretical curve predicted from the intensity of incident light, the thickness of the measurement sample, the concentration of compound A in the measurement sample, and the like. .

二光子吸収断面積は、計算化学による計算値であってもよい。二光子吸収断面積を計算化学によって見積もる方法がいくつか提案されている。例えば、J. Chem. Theory Comput. 2018, Vol. 14, p. 807.に記載された二次非線形応答理論に基づいて、二光子吸収断面積の計算値を算出することができる。 The two-photon absorption cross section may be a calculated value by computational chemistry. Several methods have been proposed to estimate the two-photon absorption cross section by computational chemistry. For example, the calculated value of the two-photon absorption cross section can be calculated based on the second-order nonlinear response theory described in J. Chem. Theory Comput. 2018, Vol. 14, p.

405nmの波長を有する光に対する化合物Aのモル吸光係数は、100mol-1・L・cm-1以下であってもよく、10mol-1・L・cm-1以下であってもよく、1mol-1・L・cm-1以下であってもよく、0.1mol-1・L・cm-1以下であってもよい。化合物Aのモル吸光係数の下限値は、特に限定されず、例えば0.00001mol-1・L・cm-1である。モル吸光係数は、例えば、日本産業規格(JIS) K0115:2004の規定に準拠した方法で測定することができる。モル吸光係数の測定では、化合物Aによる二光子吸収がほとんど生じない光子密度の光を照射する光源を用いる。さらに、モル吸光係数の測定では、化合物Aの濃度を500mmol/Lに調整する。この濃度は、光吸収ピークのモル吸光係数の測定試験における濃度と比べて非常に高い値である。モル吸光係数は、一光子吸収の指標として利用できる。 The molar extinction coefficient of Compound A for light having a wavelength of 405 nm may be 100 mol -1 ·L · cm -1 or less, may be 10 mol -1 ·L · cm -1 or less, or may be 1 mol -1 ·L·cm −1 or less, or 0.1 mol −1 ·L·cm −1 or less. The lower limit of the molar extinction coefficient of compound A is not particularly limited, and is, for example, 0.00001 mol −1 ·L·cm −1 . The molar extinction coefficient can be measured, for example, by a method conforming to the provisions of Japanese Industrial Standards (JIS) K0115:2004. In the measurement of the molar extinction coefficient, a light source that irradiates light with a photon density at which compound A hardly causes two-photon absorption is used. In addition, the concentration of Compound A is adjusted to 500 mmol/L for the measurement of molar extinction coefficient. This concentration is a very high value compared with the concentration in the measurement test of the molar extinction coefficient of the light absorption peak. The molar extinction coefficient can be used as a measure of one-photon absorption.

モル吸光係数は、量子化学計算プログラムによる計算値であってもよい。量子化学計算プログラムとしては、例えば、Gaussian16(Gaussian社製)を用いることができる。 The molar extinction coefficient may be a value calculated by a quantum chemical calculation program. As a quantum chemical calculation program, for example, Gaussian16 (manufactured by Gaussian) can be used.

化合物Aでは、短波長域の波長を有する光に対して、モル吸光係数ε(mol-1・L・cm-1)に対する二光子吸収断面積σ(GM)の比σ/εが大きい傾向がある。405nmの波長を有する光に対する化合物Aの比σ/εは、1600以上であってもよく、1700以上であってもよく、1900以上であってもよく、2000以上であってもよく、2500以上であってもよく、3000以上であってもよい。化合物Aの比σ/εの上限値は、特に限定されず、例えば10000である。 Compound A tends to have a large ratio σ/ε of the two-photon absorption cross section σ (GM) to the molar extinction coefficient ε (mol −1 ·L·cm −1 ) for light having a wavelength in the short wavelength region. be. The ratio σ/ε of compound A to light having a wavelength of 405 nm may be 1600 or more, 1700 or more, 1900 or more, 2000 or more, or 2500 or more. or 3000 or more. The upper limit of the ratio σ/ε of compound A is not particularly limited, and is 10,000, for example.

化合物Aが二光子吸収するとき、化合物Aは、化合物Aに照射された光の約2倍のエネルギーを吸収する。405nmの波長を有する光の約2倍のエネルギーを有する光の波長は、例えば、200nmである。200nm付近の波長を有する光を化合物Aに照射したときに、化合物Aにおいて、一光子吸収が生じてもよい。さらに、化合物Aでは、二光子吸収が生じる波長域の近傍の波長を有する光について、一光子吸収が生じてもよい。 When the compound A absorbs two photons, the compound A absorbs about twice the energy of the light with which the compound A is irradiated. A wavelength of light having about twice the energy of light having a wavelength of 405 nm is, for example, 200 nm. One-photon absorption may occur in compound A when compound A is irradiated with light having a wavelength of around 200 nm. Furthermore, in compound A, one-photon absorption may occur with respect to light having a wavelength in the vicinity of the wavelength region in which two-photon absorption occurs.

化合物Aは、蛍光の光を発する傾向もある。化合物Aが発する蛍光の光の波長は、405nm以上660nm以下であってもよく、場合によっては、300nm以上650nm以下であってもよい。化合物Aにおける蛍光の量子収率Φfは、0.05以上であってもよく、0.1以上であってもよく、0.5以上であってもよい。化合物Aにおける蛍光の量子収率Φfの上限値は、特に限定されず、例えば0.99である。本明細書において、「量子収率」は、詳細には、内部量子収率を意味する。蛍光の量子収率は、例えば、市販の絶対PL量子収率測定装置によって測定することができる。 Compound A also tends to emit fluorescent light. The wavelength of the fluorescent light emitted by compound A may be 405 nm or more and 660 nm or less, or in some cases, 300 nm or more and 650 nm or less. The fluorescence quantum yield Φf of compound A may be 0.05 or more, 0.1 or more, or 0.5 or more. The upper limit of the fluorescence quantum yield Φf in compound A is not particularly limited, and is, for example, 0.99. As used herein, "quantum yield" specifically means internal quantum yield. The fluorescence quantum yield can be measured, for example, by a commercially available absolute PL quantum yield measurement device.

本実施形態の非線形吸収材料は、式(1)で表される化合物Aを主成分として含んでいてもよい。「主成分」とは、非線形吸収材料に重量比で最も多く含まれた成分を意味する。非線形吸収材料は、例えば、実質的に化合物Aからなる。「実質的に・・・からなる」は、言及された材料の本質的特徴を変更する他の成分を排除することを意味する。ただし、非線形吸収材料は、化合物Aの他に不純物を含んでいてもよい。化合物Aを含む本実施形態の非線形吸収材料は、例えば、二光子吸収材料として機能する。 The nonlinear absorption material of this embodiment may contain compound A represented by formula (1) as a main component. By "major component" is meant the component contained in the non-linear absorbent material in the largest proportion by weight. The nonlinear absorption material consists essentially of compound A, for example. "Consisting essentially of" means excluding other ingredients that modify the essential characteristics of the referenced material. However, the nonlinear absorption material may contain impurities in addition to the compound A. The nonlinear absorption material of this embodiment containing compound A functions, for example, as a two-photon absorption material.

本実施形態の非線形吸収材料は、例えば、短波長域の波長を有する光を利用するデバイスに用いられる。一例として、本実施形態の非線形吸収材料は、390nm以上420nm以下の波長を有する光を利用するデバイスに用いられる。このようなデバイスとしては、記録媒体、造形機、蛍光顕微鏡などが挙げられる。記録媒体としては、例えば、三次元光メモリが挙げられる。三次元光メモリの具体例は、三次元光ディスクである。造形機としては、例えば、3Dプリンタなどの光造形機が挙げられる。蛍光顕微鏡としては、例えば、二光子蛍光顕微鏡が挙げられる。これらのデバイスで利用される光は、例えば、その焦点付近において、高い光子密度を有する。デバイスで利用される光の焦点付近でのパワー密度は、例えば、0.1W/cm2以上1.0×1020W/cm2以下である。この光の焦点付近でのパワー密度は、1.0W/cm2以上であってもよく、1.0×102W/cm2以上であってもよく、1.0×105W/cm2以上であってもよい。デバイスの光源としては、例えば、チタンサファイアレーザーなどのフェムト秒レーザー、又は、半導体レーザーなどのピコ秒からナノ秒のパルス幅を有するパルスレーザーを用いることができる。 The nonlinear absorption material of this embodiment is used, for example, in devices that utilize light having wavelengths in the short wavelength range. As an example, the nonlinear absorption material of this embodiment is used in devices that utilize light having a wavelength of 390 nm or more and 420 nm or less. Such devices include recording media, modeling machines, fluorescence microscopes, and the like. Recording media include, for example, a three-dimensional optical memory. A specific example of a three-dimensional optical memory is a three-dimensional optical disk. Examples of modeling machines include optical modeling machines such as 3D printers. Fluorescence microscopes include, for example, two-photon fluorescence microscopes. The light utilized in these devices, for example, has a high photon density near its focal point. The power density near the focal point of light used in the device is, for example, 0.1 W/cm 2 or more and 1.0×10 20 W/cm 2 or less. The power density near the focal point of this light may be 1.0 W/cm 2 or more, 1.0×10 2 W/cm 2 or more, or 1.0×10 5 W/cm It may be 2 or more. As a light source for the device, for example, a femtosecond laser such as a titanium sapphire laser, or a pulsed laser having a pulse width of picosecond to nanosecond such as a semiconductor laser can be used.

記録媒体は、例えば、記録層と呼ばれる薄膜を備えている。記録媒体において、記録層に情報が記録される。一例として、記録層としての薄膜が本実施形態の非線形吸収材料を含んでいる。すなわち、本開示は、その別の側面から、上記の化合物Aを含む非線形吸収材料を備えた、記録媒体を提供する。 A recording medium comprises, for example, a thin film called a recording layer. Information is recorded in a recording layer of a recording medium. As an example, a thin film as a recording layer contains the nonlinear absorption material of this embodiment. That is, from another aspect, the present disclosure provides a recording medium comprising a nonlinear absorbing material containing compound A described above.

記録層は、非線形吸収材料以外に、バインダーとして機能する高分子化合物をさらに含んでいてもよい。記録媒体は、記録層の他に誘電体層を備えていてもよい。記録媒体は、例えば、複数の記録層と複数の誘電体層とを備える。記録媒体において、複数の記録層と複数の誘電体層とが交互に積層されていてもよい。 The recording layer may further contain a polymer compound that functions as a binder, in addition to the nonlinear absorption material. The recording medium may have a dielectric layer in addition to the recording layer. The recording medium comprises, for example, multiple recording layers and multiple dielectric layers. In the recording medium, a plurality of recording layers and a plurality of dielectric layers may be alternately laminated.

次に、上記の記録媒体を用いた情報の記録方法について説明する。図1Aは、上記の記録媒体を用いた情報の記録方法に関するフローチャートである。まず、ステップS11において、390nm以上420nm以下の波長を有する光を発する光源を準備する。光源としては、例えば、チタンサファイアレーザーなどのフェムト秒レーザー、又は、半導体レーザーなどのピコ秒からナノ秒のパルス幅を有するパルスレーザーを用いることができる。次に、ステップS12において、光源からの光をレンズなどで集光して、記録媒体における記録層に照射する。詳細には、光源からの光をレンズなどで集光して、記録媒体における記録領域に照射する。この光の焦点付近でのパワー密度は、例えば、0.1W/cm2以上1.0×1020W/cm2以下である。この光の焦点付近でのパワー密度は、1.0W/cm2以上であってもよく、1.0×102W/cm2以上であってもよく、1.0×105W/cm2以上であってもよい。本明細書において、記録領域とは、記録層に存在し、光が照射されることによって情報を記録できるスポットを意味する。 Next, a method of recording information using the above recording medium will be described. FIG. 1A is a flow chart of an information recording method using the above recording medium. First, in step S11, a light source that emits light having a wavelength of 390 nm or more and 420 nm or less is prepared. As the light source, for example, a femtosecond laser such as a titanium sapphire laser, or a pulse laser having a pulse width of picoseconds to nanoseconds such as a semiconductor laser can be used. Next, in step S12, the light from the light source is condensed by a lens or the like, and the recording layer of the recording medium is irradiated with the light. Specifically, the light from the light source is condensed by a lens or the like, and the recording area of the recording medium is irradiated with the light. The power density near the focal point of this light is, for example, 0.1 W/cm 2 or more and 1.0×10 20 W/cm 2 or less. The power density near the focal point of this light may be 1.0 W/cm 2 or more, 1.0×10 2 W/cm 2 or more, or 1.0×10 5 W/cm It may be 2 or more. In this specification, the recording area means a spot existing in the recording layer and capable of recording information by being irradiated with light.

上記の光が照射された記録領域では、物理変化又は化学変化が生じ、当該記録領域の光学特性が変化する。例えば、記録領域から放射される蛍光の光の強度が低下する。光が照射された記録領域では、記録領域で反射する光の強度、記録領域での光の反射率、記録領域での光の吸収率、記録領域での光の屈折率、記録領域から放射される蛍光の光の波長などが変化することもある。これにより、記録層、詳細には記録領域、に情報を記録することができる(ステップS13)。 A physical change or a chemical change occurs in the recording area irradiated with the light, and the optical characteristics of the recording area change. For example, the intensity of fluorescent light emitted from the recording area is reduced. In the recording area irradiated with light, the intensity of light reflected in the recording area, the reflectance of light in the recording area, the absorption rate of light in the recording area, the refractive index of light in the recording area, and the light emitted from the recording area The wavelength of the fluorescent light, etc., may also change. Thereby, information can be recorded in the recording layer, more specifically, in the recording area (step S13).

次に、上記の記録媒体を用いた情報の読出方法について説明する。図1Bは、上記の記録媒体を用いた情報の読出方法に関するフローチャートである。まず、ステップS21において、記録媒体における記録層に対して光を照射する。詳細には、記録媒体における記録領域に対して光を照射する。ステップS21で用いる光は、記録媒体に情報を記録するために利用した光と同じであってもよく、異なっていてもよい。次に、ステップS22において、記録層の光学特性を測定する。詳細には、記録領域の光学特性を測定する。ステップS22では、例えば、記録領域から放射された蛍光の光の強度を測定する。ステップS22では、記録領域の光学特性として、記録領域で反射した光の強度、記録領域での光の反射率、記録領域での光の吸収率、記録領域での光の屈折率、記録領域から放射された蛍光の光の波長などを測定してもよい。次に、ステップS23において、記録層、詳細には記録領域、から情報を読み出す。 Next, an information reading method using the above recording medium will be described. FIG. 1B is a flow chart of an information reading method using the above recording medium. First, in step S21, the recording layer of the recording medium is irradiated with light. Specifically, the recording area on the recording medium is irradiated with light. The light used in step S21 may be the same as or different from the light used to record information on the recording medium. Next, in step S22, the optical properties of the recording layer are measured. Specifically, the optical characteristics of the recording area are measured. In step S22, for example, the intensity of fluorescent light emitted from the recording area is measured. In step S22, as the optical characteristics of the recording area, the intensity of light reflected on the recording area, the reflectance of light on the recording area, the absorption rate of light on the recording area, the refractive index of light on the recording area, and the The wavelength of emitted fluorescent light, etc. may be measured. Next, in step S23, information is read from the recording layer, more specifically, from the recording area.

情報の読出方法において、情報が記録された記録領域は、次の方法によって探すことができる。まず、記録媒体の特定の領域に対して光を照射する。この光は、記録媒体に情報を記録するために利用した光と同じであってもよく、異なっていてもよい。次に、光が照射された領域の光学特性を測定する。光学特性としては、例えば、当該領域から放射された蛍光の光の強度、当該領域で反射した光の強度、当該領域での光の反射率、当該領域での光の吸収率、当該領域での光の屈折率、当該領域から放射された蛍光の光の波長などが挙げられる。測定された光学特性に基づいて、光が照射された領域が記録領域であるか否かを判定する。例えば、当該領域から放射された蛍光の光の強度が特定の値以下である場合に、当該領域が記録領域であると判定する。一方、蛍光の光の強度が特定の値を上回っている場合に、当該領域が記録領域ではないと判定する。なお、光が照射された領域が記録領域であるか否かを判定する方法は、上記の方法に限定されない。例えば、当該領域から放射された蛍光の光の強度が特定の値を上回っている場合に、当該領域が記録領域であると判定してもよい。また、当該領域から放射された蛍光の光の強度が特定の値以下である場合に、当該領域が記録領域ではないと判定してもよい。記録領域ではないと判定した場合、記録媒体の他の領域に対して同様の操作を行う。これにより、記録領域を探すことができる。 In the information reading method, the recording area in which the information is recorded can be found by the following method. First, a specific area of the recording medium is irradiated with light. This light may be the same as or different from the light used to record information on the recording medium. Next, the optical properties of the region irradiated with light are measured. The optical characteristics include, for example, the intensity of fluorescent light emitted from the region, the intensity of light reflected from the region, the reflectance of light at the region, the absorptivity of light at the region, and the Examples include the refractive index of light, the wavelength of fluorescent light emitted from the region, and the like. Based on the measured optical characteristics, it is determined whether or not the area irradiated with light is a recording area. For example, when the intensity of fluorescent light emitted from the area is equal to or less than a specific value, the area is determined to be a recording area. On the other hand, when the intensity of fluorescent light exceeds a specific value, it is determined that the area is not a recording area. Note that the method for determining whether or not the area irradiated with light is a recording area is not limited to the above method. For example, when the intensity of fluorescent light emitted from the area exceeds a specific value, it may be determined that the area is a recording area. Alternatively, if the intensity of fluorescent light emitted from the area is equal to or less than a specific value, it may be determined that the area is not a recording area. If it is determined that the area is not a recording area, the same operation is performed on another area of the recording medium. This makes it possible to search for a recording area.

上記の記録媒体を用いた情報の記録方法及び読出方法は、例えば、公知の記録装置によって行うことができる。記録装置は、例えば、記録媒体における記録領域に光を照射する光源と、記録領域の光学特性を測定する測定器と、光源及び測定器を制御する制御器と、を備えている。 The method of recording and reading information using the above recording medium can be performed by, for example, a known recording apparatus. A recording apparatus includes, for example, a light source that irradiates a recording area on a recording medium with light, a measuring device that measures optical characteristics of the recording region, and a controller that controls the light source and the measuring device.

造形機は、例えば、光硬化性樹脂組成物に光を照射し、その樹脂組成物を硬化させることによって造形を行う。一例として、光造形用の光硬化性樹脂組成物が本実施形態の非線形吸収材料を含んでいる。光硬化性樹脂組成物は、例えば、非線形吸収材料の他に、重合性を有する化合物と、重合開始剤とを含む。光硬化性樹脂組成物は、バインダー樹脂などの添加剤をさらに含んでいてもよい。光硬化性樹脂組成物は、エポキシ樹脂を含んでいてもよい。 The modeling machine performs modeling by, for example, irradiating a photocurable resin composition with light to cure the resin composition. As an example, a photocurable resin composition for stereolithography contains the nonlinear absorption material of the present embodiment. The photocurable resin composition contains, for example, a nonlinear absorption material, a polymerizable compound, and a polymerization initiator. The photocurable resin composition may further contain additives such as a binder resin. The photocurable resin composition may contain an epoxy resin.

蛍光顕微鏡によれば、例えば、蛍光色素材料を含む生体試料に光を照射し、当該色素材料から放射された蛍光を観察することができる。一例として、生体試料に添加されるべき蛍光色素材料が本実施形態の非線形吸収材料を含んでいる。 According to a fluorescence microscope, for example, it is possible to irradiate a biological sample containing a fluorescent dye material with light and observe fluorescence emitted from the dye material. As an example, a fluorescent dye material to be added to a biological sample contains the nonlinear absorption material of this embodiment.

以下、実施例により本開示をさらに詳細に説明する。なお、以下の実施例は一例であり、本開示は以下の実施例に限定されない。 EXAMPLES The present disclosure will be described in further detail below with reference to examples. In addition, the following examples are examples, and the present disclosure is not limited to the following examples.

まず、表1に示した実施例1から11及び比較例1から7の化合物を準備した。比較例1から7の化合物は、それぞれ、以下の式(16)から(22)で表される。

Figure 2022177737000013
Figure 2022177737000014
First, the compounds of Examples 1 to 11 and Comparative Examples 1 to 7 shown in Table 1 were prepared. The compounds of Comparative Examples 1 to 7 are represented by the following formulas (16) to (22), respectively.
Figure 2022177737000013
Figure 2022177737000014

<二光子吸収断面積の測定>
実施例1から4及び比較例1から7の化合物について、405nmの波長を有する光に対する二光子吸収断面積の測定を行った。二光子吸収断面積の測定は、J. Opt. Soc. Am. B, 2003, Vol. 20, p. 529.に記載されたZスキャン法を用いて行った。二光子吸収断面積を測定するための光源としては、チタンサファイアパルスレーザーを用いた。詳細には、チタンサファイアパルスレーザーの第二高調波を試料に照射した。レーザーのパルス幅は、80fsであった。レーザーの繰り返し周波数は、1kHzであった。レーザーの平均パワーは、0.01mW以上0.08mW以下の範囲で変化させた。レーザーからの光は、405nmの波長を有する光であった。詳細には、レーザーからの光は、403nm以上405nm以下の中心波長を有していた。レーザーからの光の半値全幅は、4nmであった。
<Measurement of two-photon absorption cross section>
For the compounds of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 7, two-photon absorption cross sections were measured for light having a wavelength of 405 nm. Two-photon absorption cross sections were measured using the Z scan method described in J. Opt. Soc. Am. B, 2003, Vol. 20, p. A titanium sapphire pulsed laser was used as a light source for measuring the two-photon absorption cross section. Specifically, the sample was irradiated with the second harmonic of a titanium sapphire pulsed laser. The pulse width of the laser was 80 fs. The laser repetition frequency was 1 kHz. The average laser power was varied in the range of 0.01 mW to 0.08 mW. The light from the laser was light with a wavelength of 405 nm. Specifically, the light from the laser had a center wavelength between 403 nm and 405 nm. The full width at half maximum of the light from the laser was 4 nm.

<二光子吸収断面積の予測>
実施例1から4の化合物について、405nmの波長を有する光に対する二光子吸収断面積の予測を行った。詳細には、J. Chem. Theory Comput. 2018, Vol. 14, p. 807.に記載された二次非線形応答理論に基づく密度汎関数法(DFT)計算によって、二光子吸収断面積を算出した。DFT計算には、ソフトウェアとして、Turbomole version7.3.1(COSMOlogic社製)を用いた。基底関数としては、def2-TZVPを用いた。汎関数としては、B3LYPを用いた。
<Prediction of two-photon absorption cross section>
Predictions of two-photon absorption cross sections for light having a wavelength of 405 nm were made for the compounds of Examples 1-4. Specifically, the two-photon absorption cross section was calculated by density functional theory (DFT) calculation based on the second-order nonlinear response theory described in J. Chem. Theory Comput. 2018, Vol. 14, p. 807. . For the DFT calculation, Turbomole version 7.3.1 (manufactured by COSMOlogic) was used as software. As a basis function, def2-TZVP was used. B3LYP was used as the functional.

実施例1から4の化合物の二光子吸収断面積の計算値及び実測値については、線形回帰を行った。次に、この線形回帰によって得られた回帰式を用いて、表1に示した実施例5から11の化合物について、二光子吸収断面積の計算値を算出した。 Linear regression was performed on the calculated and measured two-photon absorption cross sections of the compounds of Examples 1-4. Next, using the regression equation obtained by this linear regression, the calculated values of the two-photon absorption cross sections of the compounds of Examples 5 to 11 shown in Table 1 were calculated.

<モル吸光係数の測定>
実施例1から4及び比較例1から7の化合物について、JIS K0115:2004の規定に準拠した方法でモル吸光係数を測定した。詳細には、まず、化合物の濃度が500mmol/Lに調整された測定試料を準備した。測定試料について、吸収スペクトルを測定した。得られたスペクトルから、405nmの波長での吸光度を読み取った。測定試料における化合物の濃度、及び、測定に用いたセルの光路長に基づいて、モル吸光係数を算出した。
<Measurement of molar extinction coefficient>
The molar extinction coefficients of the compounds of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 7 were measured according to JIS K0115:2004. Specifically, first, a measurement sample with a compound concentration adjusted to 500 mmol/L was prepared. An absorption spectrum was measured for the measurement sample. The absorbance at a wavelength of 405 nm was read from the resulting spectrum. The molar extinction coefficient was calculated based on the concentration of the compound in the measurement sample and the optical path length of the cell used for measurement.

<モル吸光係数の予測>
実施例1から4の化合物について、モル吸光係数の予測を行った。モル吸光係数の予測には、DFT計算を利用した。詳細には、まず、量子化学計算プログラムであるGaussian16(Gaussian社製)を用いて、化合物について、励起状態計算を行った。励起状態計算では、基底関数として、6-31++G(d,p)を用いた。汎関数としては、B3LYPを用いた。励起状態計算により、化合物を励起するためのエネルギー、及び、振動子強度f(Oscillator strength)を算出した。振動子強度は、モル吸光係数と相関している。次に、吸収スペクトルをガウス分布と仮定し、半値幅を規定した。詳細には、半値幅を0.4eVと規定して、吸収波長及び振動子強度に基づいて、吸収スペクトルを描画した。得られた吸収スペクトルから405nmの波長での吸光度を読み取った。この吸光度をモル吸光係数の計算値とみなした。
<Prediction of molar extinction coefficient>
Predictions of molar extinction coefficients were made for the compounds of Examples 1-4. DFT calculations were used to predict molar extinction coefficients. Specifically, first, excited state calculations were performed for compounds using Gaussian 16 (manufactured by Gaussian), which is a quantum chemical calculation program. In the excited state calculation, 6-31++G(d, p) was used as a basis function. B3LYP was used as the functional. By excited state calculation, the energy for exciting the compound and the oscillator strength f (oscillator strength) were calculated. Oscillator strength correlates with the molar extinction coefficient. Next, the absorption spectrum was assumed to be a Gaussian distribution, and the half-width was specified. Specifically, the absorption spectrum was drawn based on the absorption wavelength and the oscillator strength, with the half-value width defined as 0.4 eV. Absorbance at a wavelength of 405 nm was read from the obtained absorption spectrum. This absorbance was taken as the calculated molar extinction coefficient.

実施例1から4の化合物のモル吸光係数の計算値及び実測値について、線形回帰を行った。次に、この線形回帰によって得られた回帰式を用いて、表1に示した実施例5から11の化合物について、モル吸光係数の計算値を算出した。 Linear regression was performed on the calculated and observed molar extinction coefficients of the compounds of Examples 1-4. Next, using the regression equation obtained by this linear regression, the calculated values of the molar extinction coefficients of the compounds of Examples 5 to 11 shown in Table 1 were calculated.

<蛍光の量子収率の測定>
実施例1から4及び比較例1から7の化合物について、蛍光の内部量子収率を測定した。測定試料は、化合物をクロロホルム(CLF)溶媒又はジメチルスルホキシド(DMSO)溶媒に溶解させることによって調製した。測定には、絶対PL量子収率測定装置(浜松ホトニクス社製のC9920-02)を用いた。励起波長は、化合物の一光子吸収のピーク波長に設定した。測定波長は、化合物の吸収波長帯と重複しないように、350nm以上650nm以下の範囲で適宜調節した。リファレンスとしては、化合物を溶解させるために用いた溶媒を採用した。
<Measurement of fluorescence quantum yield>
The internal quantum yield of fluorescence was measured for the compounds of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 7. Measurement samples were prepared by dissolving compounds in chloroform (CLF) solvent or dimethylsulfoxide (DMSO) solvent. For the measurement, an absolute PL quantum yield measuring device (C9920-02 manufactured by Hamamatsu Photonics) was used. The excitation wavelength was set to the peak wavelength of one-photon absorption of the compound. The measurement wavelength was appropriately adjusted in the range of 350 nm or more and 650 nm or less so as not to overlap with the absorption wavelength band of the compound. As a reference, the solvent used to dissolve the compound was taken.

上述の方法によって得られた二光子吸収断面積σ(GM)の実測値及び計算値、モル吸光係数ε(mol-1・L・cm-1)の実測値及び計算値、比σ/ε、並びに、蛍光量子収率Φf(-)を表1に示す。表1では、二光子吸収断面積の実測値、及びモル吸光係数の実測値に基づいて、比σ/εを算出した。二光子吸収断面積及びモル吸光係数の実測値を取得していない化合物については、これらの計算値に基づいて、比σ/εを算出した。表1において、「No Data」は、データを取得していないことを意味する。 Measured and calculated values of the two-photon absorption cross section σ (GM) obtained by the above method, measured and calculated values of the molar extinction coefficient ε (mol −1 L cm −1 ), the ratio σ/ε, Table 1 also shows the fluorescence quantum yield Φf(−). In Table 1, the ratio σ/ε was calculated based on the measured values of the two-photon absorption cross section and the measured values of the molar extinction coefficient. For compounds for which actual measurements of the two-photon absorption cross section and molar extinction coefficient were not obtained, the ratio σ/ε was calculated based on these calculated values. In Table 1, "No Data" means that no data has been obtained.

Figure 2022177737000015
Figure 2022177737000015

表1からわかるとおり、実施例1から3、5から9及び11の化合物では、いずれも、405nmの波長を有する光に対する比σ/εの値が、比較例の化合物よりも大きく、1900以上であった。実施例4及び10の化合物では、比σ/εの値が比較例1の化合物と同程度であった一方、二光子吸収断面積σの値が比較例1の化合物よりも大きかった。この結果から、化合物Aでは、短波長域の波長を有する光に対して、光吸収の非線形性が高く、非線形吸収特性が改善されていることがわかる。さらに、実施例1から4の化合物は、蛍光特性も有していた。 As can be seen from Table 1, in the compounds of Examples 1 to 3, 5 to 9 and 11, the ratio σ/ε to light having a wavelength of 405 nm is greater than that of the compounds of the comparative examples, and is 1900 or more. there were. In the compounds of Examples 4 and 10, the value of the ratio σ/ε was comparable to that of the compound of Comparative Example 1, while the value of the two-photon absorption cross section σ was larger than that of the compound of Comparative Example 1. From this result, it can be seen that compound A has high nonlinearity of light absorption with respect to light having a wavelength in a short wavelength region, and has improved nonlinear absorption characteristics. In addition, the compounds of Examples 1-4 also possessed fluorescent properties.

比較例1のジフェニルアセチレンは、蛍光をほとんど放射しなかった。ジフェニルアセチレンについては、常温下での項間交差の量子収率が高く、これにより、蛍光量子収率が非常に低いことが報告されている。 Diphenylacetylene of Comparative Example 1 hardly emitted fluorescence. It has been reported that diphenylacetylene has a high intersystem crossing quantum yield at room temperature, which results in a very low fluorescence quantum yield.

ジフェニルアセチレンにハロゲン基が導入された比較例2から4の化合物では、ジフェニルアセチレンと比較して、比σ/εの値が大きく減少した。比較例2から4の化合物では、電子求引性を有するハロゲン基によって、ジフェニルアセチレンのLUMOエネルギーが低下したと推定される。LUMOエネルギーが低下したことによって、化合物を最低一光子吸収許容準位に励起するために必要なエネルギーが低下し、一光子吸収のピーク波長がレッドシフトしたと推定される。これにより、405nmの波長を有する光に対するモル吸光係数εが大きく増加し、比σ/εが小さい値であったと推定される。 In the compounds of Comparative Examples 2 to 4 in which a halogen group was introduced into diphenylacetylene, the σ/ε ratio values were greatly reduced compared to diphenylacetylene. It is presumed that in the compounds of Comparative Examples 2 to 4, the LUMO energy of diphenylacetylene was lowered by the electron-withdrawing halogen group. It is presumed that the reduction in LUMO energy reduced the energy required to excite the compound to the lowest one-photon absorption permissible level, and red-shifted the peak wavelength of one-photon absorption. As a result, it is presumed that the molar extinction coefficient ε for light having a wavelength of 405 nm was greatly increased and the ratio σ/ε was a small value.

比較例5から7の化合物では、いずれも、405nmの波長を有する光に対する比σ/εの値が100を下回っていた。これらの化合物は、大きなπ電子共役系を有しているため、遷移双極子モーメントが大きい。そのため、比較例5から7では、二光子吸収断面積σが大きい値であった。しかし、拡張されたπ電子共役系を有する化合物では、一光子吸収に由来するピークが長波長域にシフトする傾向がある。比較例5から7の化合物では、一光子吸収が生じる波長域の一部が405nmと重複することによって、モル吸光係数εが大きく増加し、これにより、比σ/εが小さい値であったと推定される。 All of the compounds of Comparative Examples 5 to 7 had a ratio σ/ε of less than 100 for light having a wavelength of 405 nm. These compounds have a large π-electron conjugated system and thus a large transition dipole moment. Therefore, in Comparative Examples 5 to 7, the two-photon absorption cross-sectional area σ was a large value. However, in compounds having an extended π-electron conjugated system, the peak derived from one-photon absorption tends to shift to longer wavelength regions. In the compounds of Comparative Examples 5 to 7, part of the wavelength region where one-photon absorption occurs overlaps with 405 nm, so that the molar extinction coefficient ε is greatly increased. be done.

本開示の非線形吸収材料は、三次元光メモリの記録層、光造形用の光硬化性樹脂組成物などの用途に利用できる。本開示の非線形吸収材料は、短波長域の波長を有する光に対して、高い非線形性を示す光吸収特性を有する。そのため、本開示の非線形吸収材料は、三次元光メモリ、造形機などの用途において、極めて高い空間分解能を実現することができる。さらに、本開示の非線形吸収材料では、蛍光の量子収率が高い傾向もある。そのため、非線形吸収材料を三次元光メモリの記録層に利用すれば、非線形吸収材料からの蛍光の変化に基づいて、記録層のON/OFFの状態を読み取る方式を採用できる。本開示の非線形吸収材料は、二光子蛍光顕微鏡などに用いられる蛍光色素材料に用いることも可能である。本開示の非線形吸収材料によれば、従来の非線形吸収材料に比べて、小さい光強度のレーザー光を照射した場合でも、一光子吸収より二光子吸収を優位に起こすことが可能である。 The nonlinear absorption material of the present disclosure can be used for applications such as recording layers of three-dimensional optical memories and photocurable resin compositions for stereolithography. The nonlinear absorption material of the present disclosure has light absorption characteristics that exhibit high nonlinearity with respect to light having wavelengths in the short wavelength region. Therefore, the nonlinear absorption material of the present disclosure can achieve extremely high spatial resolution in applications such as three-dimensional optical memory and modeling machines. In addition, the nonlinear absorbing materials of the present disclosure also tend to have high fluorescence quantum yields. Therefore, if a nonlinear absorption material is used in the recording layer of a three-dimensional optical memory, a method of reading the ON/OFF state of the recording layer based on changes in fluorescence from the nonlinear absorption material can be adopted. The nonlinear absorption material of the present disclosure can also be used for fluorescent dye materials used in two-photon fluorescence microscopes and the like. According to the nonlinear absorption material of the present disclosure, compared to conventional nonlinear absorption materials, it is possible to cause two-photon absorption more favorably than one-photon absorption even when irradiated with a laser beam of low light intensity.

Claims (10)

下記式(1)で表される化合物を含む、非線形吸収材料。
Figure 2022177737000016
前記式(1)において、R1からR10は、互いに独立して、H、C、N、O、F、P、S、Cl、I及びBrからなる群より選ばれる少なくとも1つの原子を含み、かつ、芳香環を含む基以外の他の基である。
ただし、前記化合物が下記式(2)で表される場合、R3及びR8は、下記要件(a)から(c)を満たす。
(a)前記R3及び前記R8からなる群より選ばれる少なくとも1つは、前記R3又は前記R8に隣接するフェニレン基に直接結合している炭素原子を有する。
(b)前記R3及び前記R8の両方がアルキル基である場合、前記R3及び前記R8からなる群より選ばれる少なくとも1つの前記アルキル基の炭素数は、2以下又は5以上である。
(c)前記R3が水素原子である場合、前記R8は、不飽和炭化水素基、炭素数が3以下又は5以上の飽和炭化水素基、ハロゲン化アルキル基、カルボキシル基、炭素数が2又は4以上のアルコキシカルボニル基、アルデヒド基、アシル基又はアミド基である。
Figure 2022177737000017
A nonlinear absorption material containing a compound represented by the following formula (1).
Figure 2022177737000016
In the above formula (1), R 1 to R 10 each independently contain at least one atom selected from the group consisting of H, C, N, O, F, P, S, Cl, I and Br; and a group other than a group containing an aromatic ring.
However, when the compound is represented by the following formula (2), R 3 and R 8 satisfy the following requirements (a) to (c).
(a) At least one selected from the group consisting of R 3 and R 8 has a carbon atom directly bonded to a phenylene group adjacent to R 3 or R 8 .
(b) when both R 3 and R 8 are alkyl groups, at least one alkyl group selected from the group consisting of R 3 and R 8 has 2 or less or 5 or more carbon atoms; .
(c) when R 3 is a hydrogen atom, R 8 is an unsaturated hydrocarbon group, a saturated hydrocarbon group having 3 or less or 5 or more carbon atoms, a halogenated alkyl group, a carboxyl group, or 2 carbon atoms; or 4 or more alkoxycarbonyl groups, aldehyde groups, acyl groups or amido groups.
Figure 2022177737000017
前記R1から前記R10は、互いに独立して、水素原子、ハロゲン原子、飽和炭化水素基、ハロゲン化アルキル基、不飽和炭化水素基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、アルデヒド基、アシル基、アミド基、ニトリル基、アルコキシ基、アシルオキシ基、チオール基、アルキルチオ基、スルホン酸基、アシルチオ基、アルキルスルホニル基、スルホンアミド基、1級アミノ基、2級アミノ基、3級アミノ基又はニトロ基である、請求項1に記載の非線形吸収材料。 R 1 to R 10 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, a saturated hydrocarbon group, a halogenated alkyl group, an unsaturated hydrocarbon group, a hydroxyl group, a carboxyl group, an alkoxycarbonyl group, an aldehyde group, and an acyl group. group, amide group, nitrile group, alkoxy group, acyloxy group, thiol group, alkylthio group, sulfonic acid group, acylthio group, alkylsulfonyl group, sulfonamide group, primary amino group, secondary amino group, tertiary amino group or 2. The nonlinear absorbing material of claim 1, which is a nitro group. 前記R3及び前記R8からなる群より選ばれる少なくとも1つは、飽和炭化水素基、ハロゲン化アルキル基、不飽和炭化水素基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、アルデヒド基、アシル基又はアルコキシ基である、請求項1又は2に記載の非線形吸収材料。 At least one selected from the group consisting of R 3 and R 8 is a saturated hydrocarbon group, a halogenated alkyl group, an unsaturated hydrocarbon group, a hydroxyl group, a carboxyl group, an aldehyde group, an acyl group, or an alkoxy group. A nonlinear absorbing material according to claim 1 or 2. 前記R3及び前記R8からなる群より選ばれる少なくとも1つは、アルキル基又はアルコキシ基である、請求項1から3のいずれか1項に記載の非線形吸収材料。 4. The nonlinear absorption material according to any one of claims 1 to 3, wherein at least one selected from the group consisting of R3 and R8 is an alkyl group or an alkoxy group. 前記化合物は、1-エチニル-4-(フェニルエチニル)ベンゼン、1-エチル-4-[(4-メチルフェニル)エチニル]ベンゼン、1-エチル-4-[(4-メトキシフェニル)エチニル]ベンゼン及び1-ペンチル-4-[(4-メトキシフェニル)エチニル]ベンゼンからなる群より選ばれる少なくとも1つを含む、請求項1から4のいずれか1項に記載の非線形吸収材料。 Said compounds include 1-ethynyl-4-(phenylethynyl)benzene, 1-ethyl-4-[(4-methylphenyl)ethynyl]benzene, 1-ethyl-4-[(4-methoxyphenyl)ethynyl]benzene and 5. The nonlinear absorption material according to any one of claims 1 to 4, comprising at least one selected from the group consisting of 1-pentyl-4-[(4-methoxyphenyl)ethynyl]benzene. 390nm以上420nm以下の波長を有する光を利用するデバイスに用いられる、請求項1から5のいずれか1項に記載の非線形吸収材料。 6. The nonlinear absorption material according to any one of claims 1 to 5, which is used in a device utilizing light having a wavelength of 390 nm or more and 420 nm or less. 請求項1から6のいずれか1項に記載の非線形吸収材料を含む、記録媒体。 A recording medium comprising a non-linear absorbing material according to any one of claims 1-6. 390nm以上420nm以下の波長を有する光を発する光源を準備し、
前記光源からの前記光を集光して、請求項1から6のいずれか1項に記載の非線形吸収材料を含む記録媒体における記録層に照射する、
ことを含む、情報の記録方法。
preparing a light source that emits light having a wavelength of 390 nm or more and 420 nm or less;
Condensing the light from the light source and irradiating the recording layer in the recording medium containing the nonlinear absorption material according to any one of claims 1 to 6,
method of recording information, including
請求項8に記載の記録方法によって記録された情報の読出方法であって、
前記読出方法は、
前記記録媒体における記録層に対して光を照射することによって、前記記録層の光学特性を測定し、
前記記録層から情報を読み出す、
ことを含む、情報の読出方法。
A method for reading information recorded by the recording method according to claim 8,
The reading method is
measuring the optical characteristics of the recording layer by irradiating the recording layer in the recording medium with light;
reading information from the recording layer;
A method of reading information, comprising:
前記光学特性は、前記記録層から放射された蛍光の光の強度である、請求項9に記載の読出方法。 10. The reading method according to claim 9, wherein said optical property is the intensity of fluorescent light emitted from said recording layer.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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