JPH01188836A - 有機非線形光学膜の作製方法 - Google Patents

有機非線形光学膜の作製方法

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JPH01188836A
JPH01188836A JP1259688A JP1259688A JPH01188836A JP H01188836 A JPH01188836 A JP H01188836A JP 1259688 A JP1259688 A JP 1259688A JP 1259688 A JP1259688 A JP 1259688A JP H01188836 A JPH01188836 A JP H01188836A
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嘉伸 久保田
Tetsuzo Yoshimura
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (概 要〕 L B法を利用して有機非線形光学膜を作製する方法に
関し、 大面積で電気光学効果等の特性が良く、且つ、ミクロン
オーダの膜厚の厚い有機非線形光学膜を作製することを
目的とし、 基板上に下地層をLB法により形成し、該下地層」−に
有機非線形光学物質をエピタキシャル成長させるように
構成する。
〔産yr::、hの利用分野〕
本発明は、有機非線形光学膜の作製方法に関し、特に、
LB法を利用して有機非線形光学膜を作製する方法に関
する。
〔従来の技術〕
従来、有機非線形光学;1りを作製する場合、無機材料
のエピタキシャル成長で使用されるような適当な格子定
数を有する結晶基板が存在しないために、例えば、有J
aM B [i、 (Molecular Beam 
IEpitaxy)法を利用して有機非線形光学物質を
ガラス等の基板」二に大面積に渡ってエピタキシャル成
長さ一已ることが困難であった。そのため、従来、有機
非線形光学膜は、例えば、L B法(Langmuir
−旧odl;ctt’5tachn 1que)を利用
して作製されている。この従来のL[3法を利用した有
機非線形光学膜の作製方法は、例えば、2−メチル−4
−ニトロアニリン(MNA)等の有機非線形光学物質を
アセトン等の)容斉りで?容かし、そのMNA力()容
かされたアセトン溶液を水の上に広げ、そして、MNA
膜を一層づつ基板上に積層して有機非線形光学膜を作製
するものである。
〔発明が解決しようとする課題〕
上述したように、従来技術においては、例えば、有機M
3C法を利用して有機非線形光学物質をガラス等の4+
Ii上に大面積に渡ってエピタキシャル成長させること
が困難であった。
ところで、例えば、有機非線形光学膜を非線形光学素子
に使用するためには、膜厚をミクロンオーダの厚さにす
る必要がある。具体的に、5μmの有機非線形光学膜を
LB法により作製する場合、例えば、単分子層が10人
の有機非線形光学薄膜(LB膜)を5,000層だけ積
層しなければならない。しかし、非線形光学特性(例え
ば、電気光学効果)の良い有機非線形光学膜を作製する
には、L B膜の積層は数十層程度が限度であり、膜厚
の厚い有機非線形光学膜を作製することが困難であると
いう課題があった。すなわち、数百層のI= B膜を積
層して有機非線形光学膜を作製する場合、多くの手間と
時間を要するだけでなく、膜の格子欠陥によって非線形
光学特性が低くなるために、Li2法で作製された有機
非線形光学膜を非線形光学素子に利用するには問題があ
った。
本発明は、−上述した従来の有機非線形光学膜の作製方
法が有する問題点に鑑み、大面積で電気光学効果等の特
性が良(、[Lつ、ミクロンオーダの膜厚の厚い有機非
線形光学1模を作製することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
本発明によれば、基板上に下地層をLB法により形成し
、該下地層上に有機非線形光学物質をエピタキシャル成
長させることを特徴とする有機非線形光学膜の作製方法
が提供される。
〔作 用〕
上述した構成を存する本発明の有機非線形光学膜の作製
方法によれば、LB法により基板上に下地層が形成され
、その下地層上に有機非線形光学物質がエピタキシャル
成長される。これにより、大面積で電気光学効果等の特
性が良く、且つ、ミクロンオーダの膜厚の厚い有機非線
形光学膜を作製することができる。
〔実施例〕
以下、図面を参照して本発明に係る有機非線形光学膜の
作製方法について説明する。
第1図は本発明により作製された有機非線形光学膜を示
す図である。同図に示されるように、本発明により作製
された有機非線形光学11りは、ガラス等の基板1上に
下地層2が形成され、さらに、下地層2上に有機非線形
光学膜3が形成されている。下地層2は、例えば、2−
メチル−4−ニトロアニリンのポリジアセチレン系物質
(MNADA)等の物質で構成され、L B法により基
板l上に1〜10層程度積層して形成されるようになさ
れている。また、有機非線形光学膜3は、例えば、下地
層2を構成しているポリジアセチレン系物質が含む基と
同族の基を有する物質、例えば、2−メチル−4−ニト
ロアニリン(MNA)で構成され、例えば、有1MB1
?、法により下地層2」二にエピタキシャル成長される
。ここで、MNAは下地層2のMNADAが含む基と同
族の基を有しているので、下地層2上に非線形光学特性
の良好な有機非線形光学膜3を形成することができる。
ここで、有機非線形光学膜3を構成する有機非線形光学
物質は、下地層2を構成するポリジアセチレン系物質が
含む基と同族の基を有していなくともよいが、有機非線
形光学膜3を構成する有機非線形光学物質は、下地層2
を構成する物質の格子定数に近似する格子定数を有して
いる必要がある。
ところで、下地層2をLB法で基板l上に形成する場合
、下地層2を構成するポリジアセチレン系物M(ジアセ
チレン系物質)が有する二色性を利用して、そのポリジ
アセチレン系物質の分子配列が揃っている個所を基板1
上に積層すれば、品質の良い下地層2を基板1上に形成
することができる。
第2図は本発明において基板上に下地層をLB法で形成
する装置を概略的に示す図である。同図に示されるよう
に、水槽21内には水23が入れられている。水槽21
内の一側には固定バリア24aが水面の一端を規定する
ように設けられ、また、水面の他端を規定するように移
動バリア24bが固定バリア24aと平行して設けられ
ている。この可動バリア24aおよび移動バリア24b
により規定された水面上には、LB膜となる溶液(例え
ば、MNADA等のジアセチレン系物質をアセトン等の
溶媒で?容力1した?容ン(W)22力(広げられるよ
うになされている。水槽21の下方には、蛍光灯等の光
源25が設けられていて、溶液22を下方から照らすよ
うになされている。水面に広げられた溶液22の上方に
は偏光面が回転可能とされた偏光子26が設けられ、さ
らに、偏光子26の上方には光検出器27が設けられて
いる。そして、水面上に広げられた溶液22中に基板l
を浸し、その後、静かに上昇させることにより基板1上
に溶?pj、22に溶けている物質の膜を積層させるよ
うになされている。
第3図は第2図のLB法による下地層の形成を説明する
ための図であり、第4図は下地層の一例としてのジアセ
チレン系物質の二色性を示す図である。
上述の基板l上に下地層2をL 13法で形成する装置
は、可動バリア24bの移動により溶液22が広がって
いる領域を規定することができ、溶’t(122におけ
る有機分子の配列を、例えば、第3図(a)〜(c)に
示されるように変化させることができる。
ここで、基板1上に形成する下地層2としては、高い非
線形光学特性が期待できる第3図(a)のような分子配
列が好ましいのはいうまでもない。
ところで、ジアセチレン系物質等の非線形光学物質は二
色性を有しているために、偏光子26の偏向面を所定の
方向にして、光源25から溶液22に照射された光を偏
光子26を介して光検出器27で検出することにより、
溶液22における有機非線形光学物質の分子配列が揃っ
ている個所を選択して基板1上に積層することができる
。すなわち、第4図に示されるように、ジアセチレン系
分子等の非線形光学物質は二色性を有しているため、例
えば、約560nmおよび605nmの波長の光に対し
て、所定の偏向面を有する光はポリジアセチレン系分子
が溶けている溶液22゛を殆ど透過しない(第4図中の
曲線Aを参照)ことになる。そして、水面上に広げられ
た?8 ?(9,22の中から光検出器27で検出され
る光強度が低い部分を選択し、その選択された部分の中
に基板1を浸し、その後、基板lを静かに上界させるこ
とにより基板1上に分子配列の揃ったLB膜を積層する
ことができる。ここで、第4図中の曲線Bは、曲線Aを
検出したときの偏光子26を90°だけ偏向面を回転さ
せた場合の光学膜り度特性を示すものである。
このように、下地層2を構成する有機物質が有する二色
性を利用し、その有機物質の分子配列が揃っている溶液
22の個所を選択して基板l上に積層すれば、格子欠陥
の少ない下地層2を形成することができる。
第5図は基板に形成された下地層上にMNA膜をエピタ
キシャル成長させる様子を示す図である。
同図に示されるように、例えば、基板Iに形成されたM
NADAより成る下地層2上には、MNAllり3が有
機MBE法によりエピタキシャル成長させられるように
なされている。ずなわち、るつぼ5内のMNA6は、ヒ
ータ線5aにより加熱され、高真空状態において下地層
2上にMNA膜°3がエピタキシャル成長される。ここ
で、下地層2は、高い非線形光学特性を有している必要
はなく、また、膜厚も[、B膜を1〜10層程度積帰す
れば十分である。すなわち、エピタキシャル成長される
MNA膜3が大面積で電気光学効果等の特性が良好であ
り、且つ、ミクロンオーダの膜厚の厚い有機非線形光学
膜であればよい。
ごごで、下地層2に対するM N A IIA 3のエ
ピタ:トシャル成長は、有JaMBE法を利用する以外
に、例えば、蒸着法、CVD法、イオンブレーティング
法またはクラスターイオンビーム蒸着法等の気相成長法
を利用することができる。また、下地層2上にエピタキ
シャル成長される有機非線形光学膜3は、MNA膜に限
定されるものではなく、種々の有機非線形光学物質を使
用することができる。
上記の下地層2として使用するジアセチレン系物質(ポ
リジアセチレン系物質のモノマー)としては、例えば、
下記の表1に示す物質がある。
以下余白 また、上記の有機非線形光学膜3に使用する有機非線形
光学膜質としては、例えば、以下に示ず物rrがある。
以下余白 (MNA)   (MNMA)   (DAN)   
  (MAP)        。
(NBA−NP)        (POM)    
    (PNP)〔メロシアニン)     (P−
NAI     (UREA)(NPP) しHzun 〔発明の効果] 以上、詳述したように、本発明に係る有機非線形光学膜
の作製方法は、基板上に下地層をLB法により形成し、
その下地層上に有機非線形光学物質をエピタキシャル成
長させるごとによって、大面積で電気光学効果等の特性
が良く、且つ、ミクロンオーダの膜厚の厚い有機非線形
光学膜を作製することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明により作製された有機非線形光学膜を示
す図、 第2図は本発明において基板上に下地層をLB法で形成
する装置を概略的に示す図、 第3図は第2図のLB法による下地層の形成を説明する
ための図、 第4図は下地層の一例としてのジアセチレン系分子の二
色性を示す歯、 第5図は基板に形成された下地層上にMNA[をエピタ
キシャル成長させる様子を示す図である。 (符号の説明) ゝ°   1・・・基板、 2・・・下地層、 3・・・有機非線形光学膜、 5・・・るつぼ、 5a・・・ヒータ線、 6・・・MNA。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、基板上に下地層をLB法により形成し、該下地層上
    に有機非線形光学物質をエピタキシャル成長させること
    を特徴とする有機非線形光学膜の作製方法。 2、前記下地層はポリジアセチレン系物質で構成され、
    該下地層上にエピタキシャル成長される有機非線形光学
    物質は、該ポリジアセチレン系物質が含む基と同族の基
    を有している特許請求の範囲第1項に記載の方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0398026A (ja) * 1989-09-11 1991-04-23 Rikagaku Kenkyusho 有機非線形光学材料

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62160427A (ja) * 1986-01-09 1987-07-16 Toray Ind Inc 有機非線形光学材料およびその製造方法

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JPH0670697B2 (ja) * 1989-09-11 1994-09-07 理化学研究所 有機非線形光学材料

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