JPH0450931A - 光非線形性有機薄膜の形成方法 - Google Patents
光非線形性有機薄膜の形成方法Info
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- JPH0450931A JPH0450931A JP15821390A JP15821390A JPH0450931A JP H0450931 A JPH0450931 A JP H0450931A JP 15821390 A JP15821390 A JP 15821390A JP 15821390 A JP15821390 A JP 15821390A JP H0450931 A JPH0450931 A JP H0450931A
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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。
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〕
光非線形性有機薄膜の形成方法に関し、配向性の優れた
光非線形性有機薄膜を形成することを目的とし、 アゾベンゼンを含む分子の単分子層を形成した透明基板
、或いはアゾベンゼンを含む分子と希釈用分子とが所定
の比率に配列して単分子層を形成した透明基板に紫外線
または可視光を照射し、該アゾベンゼンを含む分子にト
ランス・シス変換を行わせて、該単分子層を一定方向に
配向させた後、該単分子上に光非線形性分子を成長させ
ることを特徴として光非線形性有機薄膜の形成方法を構
成する。
光非線形性有機薄膜を形成することを目的とし、 アゾベンゼンを含む分子の単分子層を形成した透明基板
、或いはアゾベンゼンを含む分子と希釈用分子とが所定
の比率に配列して単分子層を形成した透明基板に紫外線
または可視光を照射し、該アゾベンゼンを含む分子にト
ランス・シス変換を行わせて、該単分子層を一定方向に
配向させた後、該単分子上に光非線形性分子を成長させ
ることを特徴として光非線形性有機薄膜の形成方法を構
成する。
本発明は配向性の優れた光非線形性有機薄膜の製造方法
に関する。
に関する。
大量の情報を高速に処理する必要から光通信が実用化さ
れているが、これに使用する方向性結合器や光変調器に
はニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ：＋）やタンタル酸リ
チウム（ＬｉＴａＯａ）のような非線形光学特性を示す
結晶が使用されている。
れているが、これに使用する方向性結合器や光変調器に
はニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ：＋）やタンタル酸リ
チウム（ＬｉＴａＯａ）のような非線形光学特性を示す
結晶が使用されている。
然し、光通信の高速化を実現するには、現在使用されて
いる方向性結合器や光変調器の印加電圧を現在より下げ
るか、或いは電極の大きさなどを更に小さくする必要が
あり、そのためには二次の非線形分子分極率がＬｉＮｂ
０ｚなどの無機材料よりも大きな材料を用いて光学素子
を形成する必要がある。
いる方向性結合器や光変調器の印加電圧を現在より下げ
るか、或いは電極の大きさなどを更に小さくする必要が
あり、そのためには二次の非線形分子分極率がＬｉＮｂ
０ｚなどの無機材料よりも大きな材料を用いて光学素子
を形成する必要がある。
さて、ＭＮＢＡ （４′−二トロペンジリデンー３アセ
トアミノ−４−メトキシアニリンの略称）やＭＮＡ
（４−ニトロ−２−メチルアニリンの略称）やＰＤＡ
（ポリジアセチレンの略称）などの有機化合物は二次の
非線形分子分極率や三次の非線形分子分極率の値がＬｉ
Ｎｂ０．などの無機材料よりも格段に大きいことから注
目され、これらの材料を用いたデバイス化が研究されて
いる。
トアミノ−４−メトキシアニリンの略称）やＭＮＡ
（４−ニトロ−２−メチルアニリンの略称）やＰＤＡ
（ポリジアセチレンの略称）などの有機化合物は二次の
非線形分子分極率や三次の非線形分子分極率の値がＬｉ
Ｎｂ０．などの無機材料よりも格段に大きいことから注
目され、これらの材料を用いたデバイス化が研究されて
いる。
本発明はか＼る有機材料の特性を充分に発揮するために
必要な配向性の優れた光非線形有機薄膜の製造方法に関
するものである。
必要な配向性の優れた光非線形有機薄膜の製造方法に関
するものである。
石英あるいはガラスなどの透明基板上に設けた電極上に
二次および三次の非線形分子分極率の大きな非線形性有
機化合物の分子を特定の方向に配向させて成長を行い、
薄膜を形成する方法は知られていない。
二次および三次の非線形分子分極率の大きな非線形性有
機化合物の分子を特定の方向に配向させて成長を行い、
薄膜を形成する方法は知られていない。
一方、液晶デイスプレィは電圧の印加により液晶の配向
をコントロールし、光を透過させるか散乱させるかして
表示を行うものであり、電極上に垂直配向膜或いは水平
配向膜を設け、この上に液晶分子を供給することにより
、一定方向に配列した液晶層を形成している。
をコントロールし、光を透過させるか散乱させるかして
表示を行うものであり、電極上に垂直配向膜或いは水平
配向膜を設け、この上に液晶分子を供給することにより
、一定方向に配列した液晶層を形成している。
こ−で、配向制御法の一つにアゾベンゼンを含む単分子
層を利用する方法が提案されている。
層を利用する方法が提案されている。
（川西環、第３８回高分子討論会、 ３Ｐ−Ｉ ａ０９
．１９８９）この方法は、基板上にシリル化、ラングミ
ュラーブロジェット法（略称ＬＢ法）、スピンコード法
などの方法により薄膜を形成した後、紫外光または可視
光の照射により生ずるトランス−シス（Ｔｒａｎｓ−Ｃ
ｉｓ）変換を利用することにより液晶の配向を制御する
ものである。
．１９８９）この方法は、基板上にシリル化、ラングミ
ュラーブロジェット法（略称ＬＢ法）、スピンコード法
などの方法により薄膜を形成した後、紫外光または可視
光の照射により生ずるトランス−シス（Ｔｒａｎｓ−Ｃ
ｉｓ）変換を利用することにより液晶の配向を制御する
ものである。
ＬｉＮｂＯ３やＬｉＴａＯ３のような無機の非線形光学
材料を用いて光通信に必要な光学デバイスが実用化され
ているが、有機の光非線形性光学材料については一定方
向に配向した結晶性薄膜を得る技術は確立されていない
。
材料を用いて光通信に必要な光学デバイスが実用化され
ているが、有機の光非線形性光学材料については一定方
向に配向した結晶性薄膜を得る技術は確立されていない
。
そこで、この方法を確立することが課題である。
〔課題を解決するための手段］
上記の課題はアゾベンゼンを含む分子の単分子層或いは
アゾベンゼンを含む分子と希釈用分子とが所定の比率に
配列して単分子層を形成した透明基板に紫外線または可
視光を照射し、アゾベンゼンを含む分子にトランス・シ
ス変換を行わせて、この単分子層を一定方向に配向させ
た後、この単分子上に非線形分子を成長させることを特
徴として光非線形性有機薄膜の形成方法を形成すること
により解決することができる。
アゾベンゼンを含む分子と希釈用分子とが所定の比率に
配列して単分子層を形成した透明基板に紫外線または可
視光を照射し、アゾベンゼンを含む分子にトランス・シ
ス変換を行わせて、この単分子層を一定方向に配向させ
た後、この単分子上に非線形分子を成長させることを特
徴として光非線形性有機薄膜の形成方法を形成すること
により解決することができる。
本発明は基板上にアゾベンゼンを含む分子の一分子層を
形成した後、紫外光または可視光を照射して垂直配向或
いは水平配向せしめた後、電子線エピタキシー法（略称
ＭＢＥ法）などにより有機分子の成長を行うことにより
一定の方向に配向した非線形有機薄膜を得るものである
。
形成した後、紫外光または可視光を照射して垂直配向或
いは水平配向せしめた後、電子線エピタキシー法（略称
ＭＢＥ法）などにより有機分子の成長を行うことにより
一定の方向に配向した非線形有機薄膜を得るものである
。
第２図（Ａ）、 （Ｂ）はアゾベンゼン１を含み一端
をシリル化した分子２が基板３に吸着している場合の原
子配列を示すもので、このような分子２に例えば３６５
ｎｍの紫外光を照射すると水平配向してシス型となり、
また例えば４５０ｎｍの可視光を照射すると垂直配向し
てトランス型となる。
をシリル化した分子２が基板３に吸着している場合の原
子配列を示すもので、このような分子２に例えば３６５
ｎｍの紫外光を照射すると水平配向してシス型となり、
また例えば４５０ｎｍの可視光を照射すると垂直配向し
てトランス型となる。
（１）式はか＼る分子の構造式を示すものであり、Ｘお
よびＹはアゾベンゼンを挟んで両側に存在する基を示し
ている。
よびＹはアゾベンゼンを挟んで両側に存在する基を示し
ている。
Ｃ２Ｈ５
こ＼で、
ＸはＣ６Ｈ１３基＋ＣＩＩＨＩ’７基、〈三基など、Ｙ
は０ＣｓＨ＋ｏ基など、 を示している。
は０ＣｓＨ＋ｏ基など、 を示している。
第１図は本発明の原理を示す模式図であって、同図（Ａ
）はアゾベンゼン１を中心として基板３に吸着していな
い片側の原子鎖４が可視光の照射を受けてトランス型と
なり垂直配向している状態を示しており、また同図（Ｂ
）は紫外光の照射により水平配向してシス型となってい
る状態を示している。
）はアゾベンゼン１を中心として基板３に吸着していな
い片側の原子鎖４が可視光の照射を受けてトランス型と
なり垂直配向している状態を示しており、また同図（Ｂ
）は紫外光の照射により水平配向してシス型となってい
る状態を示している。
そして、このようにしてアゾベンゼンを含む分子を配向
させた後、この上に気相成長或いは液相成長を行うと、
非線形性をもつ有機化合物分子５は配向方向に整列しな
がら成長が行われる結果、同図（Ａ）および（Ｂ）に示
すように、所定の方向に配向した有機化合物分子膜を得
ることができる。
させた後、この上に気相成長或いは液相成長を行うと、
非線形性をもつ有機化合物分子５は配向方向に整列しな
がら成長が行われる結果、同図（Ａ）および（Ｂ）に示
すように、所定の方向に配向した有機化合物分子膜を得
ることができる。
また、アゾベンゼン１を含み一端をシリル化した分子２
にエチルトリエトキシシランＣＣＬＣＩ（２ｓｉ（ＯＣ
２Ｈ５）３．略称ＥＴＳ）のような希釈用分子を一定量
比に混じた後、例えばＬＢ法などの方法を用いて基板の
上に単分子層の膜成長を行うと、第３図に示すようにア
ゾベンゼンを含み一端をシリル化した分子２は基板３に
一定の間隔を置いて配列しているものが得られる。
にエチルトリエトキシシランＣＣＬＣＩ（２ｓｉ（ＯＣ
２Ｈ５）３．略称ＥＴＳ）のような希釈用分子を一定量
比に混じた後、例えばＬＢ法などの方法を用いて基板の
上に単分子層の膜成長を行うと、第３図に示すようにア
ゾベンゼンを含み一端をシリル化した分子２は基板３に
一定の間隔を置いて配列しているものが得られる。
そこで、これに可視光の照射を行ってトランス型とし、
同図（Ａ）に示すように垂直配向させるか、或いは紫外
光の照射によりシス型とし、同図（Ｂ）に示すように水
平配向させるた後に非線形性をもつ有機化合物分子５の
成長を行うと、アゾベンゼンを含む分子を核とし、同図
（Ａ）、（Ｂ）に示すように配向方向の揃った成長が行
われ、粒界６において相互の分子が衝突する結果、グレ
インサイズ（結晶粒）の大きさの揃った非線形性をもつ
有機化合物分子膜を得ることができる。
同図（Ａ）に示すように垂直配向させるか、或いは紫外
光の照射によりシス型とし、同図（Ｂ）に示すように水
平配向させるた後に非線形性をもつ有機化合物分子５の
成長を行うと、アゾベンゼンを含む分子を核とし、同図
（Ａ）、（Ｂ）に示すように配向方向の揃った成長が行
われ、粒界６において相互の分子が衝突する結果、グレ
インサイズ（結晶粒）の大きさの揃った非線形性をもつ
有機化合物分子膜を得ることができる。
なお、非線形性を示す有機化合物分子としては４ ′−
ニトロヘンジリデンー３−アセトアミノ−４メトキシア
リニン（略称ＭＮＢＡ） 、 ４−ニトロ−２−メチル
アニリン（略称ＭＮＡ） 、 ドナーとアクセプター
を付加したジアセチレンなどを挙げることができる。
ニトロヘンジリデンー３−アセトアミノ−４メトキシア
リニン（略称ＭＮＢＡ） 、 ４−ニトロ−２−メチル
アニリン（略称ＭＮＡ） 、 ドナーとアクセプター
を付加したジアセチレンなどを挙げることができる。
実施例１：
ＭＮＢＡ、ＭＮＡ、ＰＤＡは大きな二次および三次の非
線性分子分極率を示す有機化合分子として有望な材料で
あるが、これらの分子はもともと、水平方向に配向し易
い。
線性分子分極率を示す有機化合分子として有望な材料で
あるが、これらの分子はもともと、水平方向に配向し易
い。
発明者は石英基板上に酸化錫（Ｓｎｕｇ）と酸化インジ
ウム（Ｉｎｚ０３）の固溶体（略称ＩＴＯ）からなる透
明電極を形成した後、この上にＬＢ法によりＯＣ，Ｈ５ ＣｓＨ＋。０−・互、Ｎ＝Ｎ ＠：、−Ｈ６Ｈ１３−Ｃ
−ＮＨ−ＣＪ６−５ｉ−ＯＣｚＨｓ ・・・（２）０
０Ｃ２Ｈ５ の薄膜を形成した後、波長が３６５ｎｍの紫外光を照射
して垂直配向させた。
ウム（Ｉｎｚ０３）の固溶体（略称ＩＴＯ）からなる透
明電極を形成した後、この上にＬＢ法によりＯＣ，Ｈ５ ＣｓＨ＋。０−・互、Ｎ＝Ｎ ＠：、−Ｈ６Ｈ１３−Ｃ
−ＮＨ−ＣＪ６−５ｉ−ＯＣｚＨｓ ・・・（２）０
０Ｃ２Ｈ５ の薄膜を形成した後、波長が３６５ｎｍの紫外光を照射
して垂直配向させた。
次に、有機ＭＢＥ法によりＭＮＢＡの成長を行った結果
、垂直配向した厚さが約１μｍのＭＮＢＡ膜を作ること
ができた。
、垂直配向した厚さが約１μｍのＭＮＢＡ膜を作ること
ができた。
実施例２：
石英基板上に厚さが約１０００人のＩＴＯ膜を形成した
後、この上にアゾベンゼンを含む（３）式の分子とＥＴ
Ｓを１：３のモル比で混じた材料を化学表面処理により
一分子層の厚さに膜形成した。
後、この上にアゾベンゼンを含む（３）式の分子とＥＴ
Ｓを１：３のモル比で混じた材料を化学表面処理により
一分子層の厚さに膜形成した。
Ｃ２Ｈ３
ＣＪ、。０−（互）Ｎ−ＮＧ・−（三、−Ｃ−ＮＨ−Ｃ
Ｊ６−３ｉ−ＯＣｚＨｓ・・・（３）０ ０Ｃ２
Ｈ５ 次に、この薄膜に波長が３６５ｒ＋ｍの紫外光を照射し
て垂直配向させた後、有機ＭＢＥ法によりＭＮＢＡの成
長を行った結果、約２０００人のグレインサイズをもち
、垂直配向した厚さが約１μｍのＭＮＢＡ膜を作ること
ができた。
Ｊ６−３ｉ−ＯＣｚＨｓ・・・（３）０ ０Ｃ２
Ｈ５ 次に、この薄膜に波長が３６５ｒ＋ｍの紫外光を照射し
て垂直配向させた後、有機ＭＢＥ法によりＭＮＢＡの成
長を行った結果、約２０００人のグレインサイズをもち
、垂直配向した厚さが約１μｍのＭＮＢＡ膜を作ること
ができた。
本発明の実施により有機膜について配向性の制御ができ
、また結晶粒の大きさの制御できるので高性能の有機非
線形光学デバイスを収率よく製造することが可能となる
。
、また結晶粒の大きさの制御できるので高性能の有機非
線形光学デバイスを収率よく製造することが可能となる
。
第１図は本発明の原理を示す模式図、
第２図はアゾベンゼンを含む分子の原子配列を示す図、
第３図はグレインサイズの大きさ調整法を示す模式図、
である。
図において、
１はアゾベンゼン、
２は分子、
３は基板、
４は片側の原子鎖、
５は有機化合物分子、
６は粒界、
である。
グレインサイズの大きさ言かＶ法を示す狽式図第
図
Claims (2)
- （１）アゾベンゼンを含む分子の単分子層を形成した透
明基板に紫外線または可視光を照射し、該アゾベンゼン
を含む分子にトランス・シス変換を行わせて、該単分子
層を一定方向に配向させた後、該単分子上に非線形性分
子を成長させることを特徴とする光非線形性有機薄膜の
形成方法。 - （２）アゾベンゼンを含む分子と希釈用分子とが所定の
比率に配列して単分子層を形成した透明基板に紫外線ま
たは可視光を照射し、該アゾベンゼンを含む分子にトラ
ンス・シス変換を行わせて、該単分子層を一定方向に配
向させた後、該単分子上に非線形性分子を成長させるこ
とを特徴とする光非線形性有機薄膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15821390A JPH0450931A (ja) | 1990-06-15 | 1990-06-15 | 光非線形性有機薄膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15821390A JPH0450931A (ja) | 1990-06-15 | 1990-06-15 | 光非線形性有機薄膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0450931A true JPH0450931A (ja) | 1992-02-19 |
Family
ID=15666756
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15821390A Pending JPH0450931A (ja) | 1990-06-15 | 1990-06-15 | 光非線形性有機薄膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0450931A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2290245A (en) * | 1994-06-18 | 1995-12-20 | Univ Coventry | Optical gas sensor |
-
1990
- 1990-06-15 JP JP15821390A patent/JPH0450931A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2290245A (en) * | 1994-06-18 | 1995-12-20 | Univ Coventry | Optical gas sensor |
| GB2290245B (en) * | 1994-06-18 | 1998-04-22 | Univ Coventry | Optical gas sensor |
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