JPH07261021A - Optical material - Google Patents

Optical material

Info

Publication number
JPH07261021A
JPH07261021A JP8711994A JP8711994A JPH07261021A JP H07261021 A JPH07261021 A JP H07261021A JP 8711994 A JP8711994 A JP 8711994A JP 8711994 A JP8711994 A JP 8711994A JP H07261021 A JPH07261021 A JP H07261021A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
thickness
layer
organic layer
inorganic
optical material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP8711994A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Jun Takada
純 高田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd filed Critical Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Priority to JP8711994A priority Critical patent/JPH07261021A/en
Publication of JPH07261021A publication Critical patent/JPH07261021A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To obtain a new material having a superlattice structure comprising a heterostructure of an org. layer and inorg. layer 4 and significant optical characteristics. CONSTITUTION:This material contains at least one group of a hetero structure 5 comprising an org. layer 4 of CuPc or the like between two inorg. layers 3 such as TiOx. These layers are formed in such a manner that the electron affinity and the band gap of the inorg. layer 3 are larger than those of the org. layer 4, the thickness of the org. layer 4 is the size of at most two molecules, and that the excited state of electrons in the molecules can be controlled by changing the kinds and thickness of the inorg. layers 3.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、有機薄膜と無機薄膜を
利用した超格子構造の光学材料に関し、光学フィルタ、
波長変換体、光スイッチ等に利用される。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical material having a superlattice structure using an organic thin film and an inorganic thin film, an optical filter,
Used for wavelength converters, optical switches, etc.

【0002】[0002]

【従来の技術】いわゆる超格子とは、人工的に層状の格
子をつくったもので、1969年にEsakiとTsu
によって、各層を無機半導体で構成し、その各層の厚み
をナノサイズにしたものが提案されて以来[L.Esa
ki and R.Tsu,IBM Research
Note,RC−2418(1969)]、膨大な数
の研究を経て、光電子の制御機能を有する材料デバイス
として実用化されるに至っている。一方、このような無
機半導体からなる超格子に対して、有機薄膜形成の研究
も始まり、1990年にSoらによって有機超格子が報
告された[F.F.So,S.R.Forrest,
Y.Q.Shi,and W.H.Steier,Ap
pl.Phys.Lett.,56,674,(199
0)]。
2. Description of the Related Art A so-called superlattice is an artificially formed layered lattice. In 1969, Esaki and Tsu
Since the proposal of a structure in which each layer is made of an inorganic semiconductor and the thickness of each layer is made into a nano size has been proposed by [L. Esa
ki and R. Tsu, IBM Research
Note, RC-2418 (1969)], and has been put to practical use as a material device having a photoelectron control function through a vast amount of research. On the other hand, with respect to the superlattice made of such an inorganic semiconductor, research on the formation of an organic thin film has started, and in 1990, So et al. Reported an organic superlattice [F. F. So, S. R. Forrest,
Y. Q. Shi, and W. H. Steier, Ap
pl. Phys. Lett. , 56, 674, (199
0)].

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、無機半導体
を用いたナノサイズの超格子については、その歴史が古
いこともあって、かなり解析されるようになっている
が、有機薄膜を用いた超格子についてはその物理現象も
含めてもまだ研究は始まったばかりである。そこで、本
願発明者等は、このような現状にあって、有機物質と無
機物質とのヘテロ構造の超格子構造を持ったものの光学
特性の研究にあたり、1992年以降にわたって、有機
薄膜と無機薄膜を利用した超格子について種々提案して
いる[J.Takada,H.Awaji,M.Kos
hioka,A.Nakajima,and W.A.
Nevin,Appl.Phys.Lett.,61,
2185(1992),J.Takada,et a
l,ProcceldingLs of The 3r
d IUMRS on Advanced Mater
ials,Tokyo,(1993)]。そして、本願
ではこのような提案内容をさらに発展させて、従来にな
い顕著な光特性を有する新規な光学材料を提供すること
を目的としている。
By the way, nano-sized superlattices using inorganic semiconductors have been analyzed considerably due to their old history. Research on the lattice, including its physical phenomena, has just begun. Under these circumstances, the inventors of the present application have been investigating the optical characteristics of a superlattice structure having a heterostructure of an organic substance and an inorganic substance. Various proposals have been made for the superlattice used [J. Takada, H .; Awaji, M .; Kos
hioka, A .; Nakajima, and W.A. A.
Nevin, Appl. Phys. Lett. , 61,
2185 (1992), J. Takada, et a
l, Procending Ls of The 3r
d IUMRS on Advanced Mater
ials, Tokyo, (1993)]. Then, the present application aims to further develop such a proposal and to provide a novel optical material having outstanding optical characteristics which has not been obtained in the past.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明に係る請求項1記
載の光学材料は、有機物質からなる有機層を無機物質か
らなる2つの無機層で挟み込んだ一組のヘテロ構造を少
なくとも一組以上含むべく積層された材料であって、前
記無機層の電子親和力及びバンドギャップが有機層のそ
れらに比べて大きく、かつ該有機層の厚みが高々2分子
サイズ以下であるものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided at least one set of heterostructures in which an organic layer made of an organic material is sandwiched between two inorganic layers made of an inorganic material. The material is laminated so as to include, and the electron affinity and the band gap of the inorganic layer are larger than those of the organic layer, and the thickness of the organic layer is at most 2 molecule size or less.

【0005】本発明に係る請求項2記載の光学材料は、
請求項1記載の有機層の厚みを、該厚みを変数として所
定バンドにおける吸収ピークのエネルギー値を測定した
ときにこのエネルギー特性が低下域にあるときの厚みと
なし、該有機層を挟み込む2つの無機層の厚み及び材質
を適宜調整して所要のエネルギー値を有するようにした
ものである。
The optical material according to claim 2 of the present invention comprises:
The thickness of the organic layer according to claim 1 is defined as the thickness when the energy value of the absorption peak in a predetermined band is measured with the thickness as a variable, and the two values sandwiching the organic layer are defined. The thickness and material of the inorganic layer are appropriately adjusted so as to have a required energy value.

【0006】本発明に係る請求項3記載の光学材料は、
請求項2において適宜調整される材質は、誘電率の異な
る材質である。
The optical material according to claim 3 of the present invention is
The material appropriately adjusted in claim 2 is a material having a different dielectric constant.

【0007】本発明に係る請求項4記載の光学材料は、
請求項1又は2記載における有機層が厚み2.6nm以
下のフタロシアニンであり、無機層がTiOからなる
ものである。
The optical material according to claim 4 of the present invention is
The organic layer according to claim 1 or 2 is phthalocyanine having a thickness of 2.6 nm or less, and the inorganic layer is made of TiO x .

【0008】本発明に係る請求項5記載の光学材料は、
請求項4における無機層が非晶質からなるTiOであ
って、x=約1.5であるものである。
The optical material according to claim 5 of the present invention is
The inorganic layer in claim 4 is amorphous TiO x , wherein x = about 1.5.

【0009】[0009]

【作用】本光学材料を構成する有機層が、該有機層より
も電子親和力及びバンドギャップが大きい無機層により
挟まれたヘテロ構造を含んでいるので、光を吸収した場
合、バンドギャップの狭い有機層に励起子の運動は閉じ
込められる。また、有機層の厚みが高々2分子サイズ以
下であるために、有機層における分子の励起状態が無機
層の材質や厚みによって影響を受けるようになって、こ
れら材質や厚みの適宜の調整により人工的に光学特性を
制御可能な光学材料となる。また、機械的な強度の弱い
有機層を強度の強い無機層で挟み込むことができるの
で、機械的強度も高めることができて実用的である。
Since the organic layer constituting the present optical material includes a heterostructure sandwiched by inorganic layers having a larger electron affinity and bandgap than the organic layer, an organic layer having a narrow bandgap when absorbing light. The exciton motion is confined in the layer. In addition, since the thickness of the organic layer is at most 2 molecule size or less, the excited state of molecules in the organic layer is affected by the material and thickness of the inorganic layer, and artificial adjustment can be made by appropriately adjusting these materials and thickness. It becomes an optical material whose optical characteristics can be controlled. In addition, since an organic layer having low mechanical strength can be sandwiched by an inorganic layer having high strength, the mechanical strength can be increased, which is practical.

【0010】[0010]

【実施例】以下、本発明に係る光学材料の実施例につい
て図面を参照して説明する。図1は本発明に係る光学材
料を示している。図1に示す光学材料1は、例えば石
英,シリコン等からなる基板2上に、無機物質からなる
無機層3、有機物質からなる有機層4を順次積層して超
格子構造にしたものである。これら無機層3及び有機層
4の厚みはいわゆるナノメータースケールの薄膜層であ
る。本光学材料1において基本となる構造は、有機層4
を2つの無機層3で挟み込んだヘテロ構造5であり、図
1ではこのヘテロ構造5を2組形成した場合を示してい
る。
EXAMPLES Examples of optical materials according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an optical material according to the present invention. The optical material 1 shown in FIG. 1 has a superlattice structure in which an inorganic layer 3 made of an inorganic substance and an organic layer 4 made of an organic substance are sequentially laminated on a substrate 2 made of, for example, quartz or silicon. The thicknesses of the inorganic layer 3 and the organic layer 4 are so-called nanometer-scale thin film layers. The basic structure of the optical material 1 is the organic layer 4
Is a heterostructure 5 sandwiched between two inorganic layers 3 and FIG. 1 shows a case where two sets of the heterostructure 5 are formed.

【0011】前記無機層3の電子親和力及びバンドギャ
ップは、有機層4のそれらに比べて大きくなされてい
る。例えば無機層3としてTiOを用いた場合には、
そのバンドギャップが約3.2eVであり、有機層4と
してフタロシアニンを用いた場合にはそのバンドギャッ
プは約2.0eVである。従って、この場合には、無機
層3には可視光の感度はないが、有機層4は可視光に対
し感度がある材料ということになる。
The electron affinity and the band gap of the inorganic layer 3 are larger than those of the organic layer 4. For example, when TiO x is used as the inorganic layer 3,
The band gap is about 3.2 eV, and when phthalocyanine is used as the organic layer 4, the band gap is about 2.0 eV. Therefore, in this case, the inorganic layer 3 is not sensitive to visible light, but the organic layer 4 is a material sensitive to visible light.

【0012】前記無機層3は結晶構造のものでも、非晶
質のものでもよく、特に結晶性良く有機層4を形成する
ために基板2を比較的低温に維持(例えば、200゜
C)にする場合には、TiOとしては非晶質となる。
また、本光学材料1における励起電子状態は、無機層3
の材質の種類や厚みにより適宜変更が可能であり、特に
無機層3の電子親和力及び誘電率の値によって、光学特
性を人工的に制御できる。
The inorganic layer 3 may have a crystalline structure or an amorphous one, and the substrate 2 is kept at a relatively low temperature (for example, 200 ° C.) in order to form the organic layer 4 with particularly good crystallinity. In that case, TiO x becomes amorphous.
The excited electronic state in the optical material 1 is the inorganic layer 3
The material can be appropriately changed depending on the type and thickness of the material, and in particular, the optical characteristics can be artificially controlled by the values of the electron affinity and the dielectric constant of the inorganic layer 3.

【0013】なお、フタロシアニンの材料は、金属フタ
ロシアニンMPcと、金属を含まないフタロシアニンP
cHとがあるがいずれを用いてもよい。金属フタロシ
アニンとしては、例えば銅フタロシアニンCuPcの他
に、VOPc,AlClPc,ZnPc,NiPc,C
oPc,FePc,MnPc等が用いられる。
The phthalocyanine materials are metal phthalocyanine MPc and metal-free phthalocyanine P.
There is cH 2 , but either may be used. Examples of the metal phthalocyanine include copper phthalocyanine CuPc, VOPc, AlClPc, ZnPc, NiPc, and C.
oPc, FePc, MnPc, etc. are used.

【0014】無機層3の厚みは、例えばTiOを用い
た場合には、0.3〜100nmの範囲になされ、有機
層4として銅フタロシアニンCuPcを用いた場合に
は、CuPc分子が界面6に対して垂直に配向している
とした場合の2分子サイズの厚みに相当する2.6nm
以下の例えば2nmになされている。
The thickness of the inorganic layer 3 is, for example, in the range of 0.3 to 100 nm when TiO x is used, and when the copper phthalocyanine CuPc is used as the organic layer 4, CuPc molecules are present at the interface 6. 2.6 nm, which is equivalent to the thickness of two molecular sizes when it is oriented vertically
The following is set to, for example, 2 nm.

【0015】上記構成からなる光学材料1を作製するた
めの製造装置として、例えばマルチイオンソースタイプ
のイオンクラスタービーム(ICB)装置を用いて形成
することにし、このとき無機層3をシリコンやチタン等
の酸化物で構成する場合には、反応蒸着法により行う。
すなわち、酸素雰囲気下2×10−4Torrの環境に
して、基板2を200゜Cに加熱し、Tiを直径8mm
の射出穴を形成したカーボンルツボに入れて、蒸発源に
取り付けたシャッターの開閉により蒸発させて無機層3
を形成する。ここで、基板の温度を200゜Cとしたの
は、有機層4としてα型CuPc層を形成する場合にそ
の結晶性が最良となる温度だからであり、このため無機
層3は非晶質となった。TiO層を形成した場合は、
X線光電子分光の測定によると、約x=1.5であっ
た。また、Siを蒸発源として形成される酸化シリコン
は光学特性から二酸化硅素に近いものとなった。
As a manufacturing apparatus for manufacturing the optical material 1 having the above structure, for example, a multi ion source type ion cluster beam (ICB) apparatus is used, and the inorganic layer 3 is made of silicon, titanium or the like. When it is composed of the oxide of, the reaction vapor deposition method is used.
That is, the substrate 2 is heated to 200 ° C. in an environment of 2 × 10 −4 Torr in an oxygen atmosphere, and Ti is 8 mm in diameter.
The inorganic layer 3 is placed in a carbon crucible having an injection hole formed therein and evaporated by opening and closing a shutter attached to the evaporation source.
To form. Here, the temperature of the substrate is set to 200 ° C. because the crystallinity is the best when the α-type CuPc layer is formed as the organic layer 4, and thus the inorganic layer 3 is amorphous. became. When a TiO x layer is formed,
According to the measurement by X-ray photoelectron spectroscopy, it was about x = 1.5. Further, the silicon oxide formed by using Si as an evaporation source is close to silicon dioxide in terms of optical characteristics.

【0016】その後、続いて3×10−6Torrの真
空下でCuPc結晶を成長速度約0.03nm/sにて
蒸着させて、その厚みを約2.6nm以下の高々2分子
サイズ以下になるようにして有機層4を成長させる。こ
の厚みは、蒸着すべきフタロシアニン結晶を入れたルツ
ボの射出穴の大きさや、成長速度、成長時間等の製造上
のパラメータを適当に選ぶことで調整することができ
る。以下、上記した無機層3の形成工程と有機層4の形
成工程を順次繰り返して、図1に示した構造の光学材料
1を作製する。そして、このようにして形成されたナノ
スケールの超格子構造からなる光学材料1の界面6は、
X線回折(XRD),二次イオン質量分析法(SIM
S),原子間力顕微鏡(AFM),透過型電子顕微鏡
(TEM)で評価したところ、そのラフネスは最良で、
1nm以下が達成された。
After that, CuPc crystals are vapor-deposited under a vacuum of 3 × 10 −6 Torr at a growth rate of about 0.03 nm / s, and the thickness thereof is about 2.6 nm or less and at most 2 molecular size or less. Thus, the organic layer 4 is grown. This thickness can be adjusted by appropriately selecting the size of the injection hole of the crucible containing the phthalocyanine crystal to be vapor-deposited, the growth rate, the growth time, and other manufacturing parameters. Hereinafter, the steps of forming the inorganic layer 3 and the organic layer 4 described above are sequentially repeated to manufacture the optical material 1 having the structure shown in FIG. The interface 6 of the optical material 1 having a nanoscale superlattice structure formed in this way is
X-ray diffraction (XRD), secondary ion mass spectrometry (SIM
S), atomic force microscope (AFM), and transmission electron microscope (TEM), the roughness was the best,
1 nm or less was achieved.

【0017】次に、本光学材料1の特徴を明確にするた
めの比較実験について図2及び図3を参照して説明す
る。図2は、石英を基板2としてCuPcを作製した試
料と、CuPcを有機層4として、これをSiO又は
TiOの無機層3(この厚みは2nmで固定してい
る)で挟み込んだ試料とで、CuPcの厚みを変化させ
たときにこの系のCuPcのQバンド690nm近傍の
吸収ピークのエネルギー値Es1(単位:eV)をプロ
ットした特性である。
Next, a comparative experiment for clarifying the characteristics of the optical material 1 will be described with reference to FIGS. 2 and 3. FIG. 2 shows a sample in which CuPc was produced using quartz as the substrate 2, and a sample in which CuPc was used as the organic layer 4 and sandwiched between the inorganic layer 3 of SiO 2 or TiO x (this thickness is fixed at 2 nm). 2 is a characteristic obtained by plotting the energy value E s1 (unit: eV) of the absorption peak near the Q band of 690 nm of CuPc in this system when the thickness of CuPc is changed.

【0018】同図において、でプロットしたSiO
CuPc/SiOの試料では、励起子のエネルギーは
CuPcの厚みに依存しないが、●でプロットしたTi
/CuPc/TiOの試料では、CuPcが2.
6nm以下で励起子エネルギーが低下することが分か
る。この臨界点の厚みは、CuPc分子面が界面6に対
して垂直に配向しているとすれば略2分子サイズに相当
する。ここで、無機層3の材質がSiOとTiO
場合で上記の如く特性が異なるのは、無機層3の厚みが
2nm程度の時には、TiOの場合はすべてのCuP
c分子がTiOと直接接触している模様であり、さら
に無機層3がTiOの場合には、SiOと比べて電
子親和力及び誘電率の差から生じる無機層の励起電子の
染み出しやすさにある。すなわち、有機層4としてのC
uPcが2分子サイズ以下ではこの染み出し作用が非常
に行われ易くなるからと思われる。
In the figure, SiO 2 /
In the CuPc / SiO 2 sample, the exciton energy does not depend on the CuPc thickness, but the Ti plotted in ●.
In the sample of O x / CuPc / TiO x , CuPc is 2.
It can be seen that the exciton energy decreases at 6 nm or less. The thickness of this critical point corresponds to approximately two molecular sizes, assuming that the CuPc molecular surface is oriented perpendicular to the interface 6. Here, the characteristics are different as described above when the material of the inorganic layer 3 is SiO 2 and TiO x is that when the thickness of the inorganic layer 3 is about 2 nm, all CuP is formed in the case of TiO x.
It seems that the c molecules are in direct contact with TiO x , and when the inorganic layer 3 is TiO x , the excited electrons of the inorganic layer are more likely to seep out due to the difference in electron affinity and dielectric constant compared to SiO 2. There is That is, C as the organic layer 4
It is considered that this exudation action is very likely to occur when uPc has a size of 2 molecules or less.

【0019】次に、CuPcの厚みを上記2分子レベル
相当に固定し、それを挟むTiOの厚みを変化させた
三層構造膜TiO/CuPc/TiOを石英基板上
に作製し、今度はTiOの厚みを変数として図2と同
様にして吸収ピークのエネルギー値Es1(単位:e
V)を測定した。同図から、TiOの厚みが大きくな
るに従いエネルギー値Es1は急速に低下するのが分か
る。ここで、TiOの厚みが無限大の極限はこの誘電
率で決まるボーア半径を有する励起子のエネルギーであ
り、TiOの厚みがゼロの極限はCuPc分子本来の
励起子エネルギーである。
Next, the thickness of CuPc was fixed to the above-mentioned level of two molecules, and the three-layer structure film TiO x / CuPc / TiO x in which the thickness of TiO x sandwiching the CuPc was changed was prepared on a quartz substrate. Is the energy value E s1 (unit: e) of the absorption peak in the same manner as in FIG. 2 with the thickness of TiO x as a variable.
V) was measured. From the figure, it can be seen that the energy value E s1 rapidly decreases as the thickness of TiO x increases. Here, the limit of infinite thickness of TiO x is the energy of excitons having a Bohr radius determined by this dielectric constant, and the limit of zero thickness of TiO x is the exciton energy of the CuPc molecule.

【0020】このように、CuPcの励起子は、TiO
がナノメータースケールの場合には、そのボーア半径
はTiOの厚みの制限を受けることになる。つまり、
有機層4の励起子は、界面6垂直方向の広がりが制約を
受けるので、或る厚み以下では励起子は二次元で、それ
を越えると三次元的になると思われる。
Thus, the excitons of CuPc are TiO 2.
If x is on the nanometer scale, its Bohr radius will be limited by the thickness of TiO x . That is,
It is considered that the excitons of the organic layer 4 are two-dimensional below a certain thickness because the extent of the excitons in the direction perpendicular to the interface 6 is restricted, and three-dimensional above that.

【0021】このようにして作製される本光学材料1
は、バルク的な材料合成に比べて、天然には存在しない
人工的な複合構造を、ナノメータースケールで作製する
ことができる。ところで、本光学材料1を構成する無機
物質は、電子波動関数が結晶全体に広がりやすく、その
励起子は複数の原子を包含するくらいの大きさの水素原
子様のワニエ型であり、一方、有機物質では分子が主に
弱いファンデアワールス力で結合しており、その励起子
は広がりのないフレンケル型と考えられている。このた
め、有機層4が光励起された場合、その励起子は無機層
3の障壁によりその運動を閉じ込めることは可能である
が、その励起子サイズが分子サイズオーダーなので顕著
な効果を作りだすことは容易ではない。
The present optical material 1 produced in this way
Can produce artificial composite structures that do not exist in nature on the nanometer scale, as compared to bulk material synthesis. By the way, in the inorganic substance that constitutes the present optical material 1, the electron wave function is likely to spread throughout the crystal, and its excitons are hydrogen atom-like Wannier-type enough to include a plurality of atoms. In matter, the molecules are mainly bound by weak van der Waals forces, and their excitons are considered to be the Frenkel-type with no spread. For this reason, when the organic layer 4 is photoexcited, its excitons can confine its motion by the barrier of the inorganic layer 3, but since the exciton size is in the molecular size order, it is easy to produce a remarkable effect. is not.

【0022】しかし、本光学材料1の如く、CuPc/
TiO超格子の場合は、有機層4で励起電子に対して
無機層3は障壁にならないが、励起子のボーア半径に影
響を与える。このため、有機層4を上記した厚みのもの
を用いて、それを挟み込む無機層3の種類(例えばその
誘電率を異にする材質等)や厚みを適宜変化させること
で、分子の励起電子状態を人工的に制御できるようにな
る。ボーア半径は、誘電率の値に比例するので、それが
大きな無機層3を用いれば効果的である。特に、有機層
4を高々2分子サイズ程度にしておき、無機層3をTi
等の有機層4よりもその電子親和力及びエネルギー
ギャップが大きく、誘電率も大きいものを用いると、無
機層3の励起電子が染み出しやすくなり、光学材料とし
ての顕著な効果を奏することができる。
However, as in the present optical material 1, CuPc /
In the case of a TiO x superlattice, the inorganic layer 3 does not serve as a barrier against excited electrons in the organic layer 4, but it affects the Bohr radius of excitons. Therefore, by using the organic layer 4 having the above-mentioned thickness and appropriately changing the type (for example, a material having a different dielectric constant) or the thickness of the inorganic layer 3 sandwiching the organic layer 4, the excited electronic state of the molecule can be obtained. Will be able to control artificially. Since the Bohr radius is proportional to the value of the dielectric constant, it is effective to use the inorganic layer 3 having a large dielectric constant. In particular, the organic layer 4 is made to have a size of at most 2 molecules and the inorganic layer 3 is made of Ti.
When a material such as O x having a larger electron affinity and energy gap and a larger dielectric constant than the organic layer 4 is used, the excited electrons of the inorganic layer 3 are easily exuded and a remarkable effect as an optical material can be obtained. it can.

【0023】なお、上記した実施例では、有機層4とし
て銅フタロシアニンCuPcを用い、無機層3としては
TiOを用いたが、これに限らないのは勿論である。
Although copper phthalocyanine CuPc is used as the organic layer 4 and TiO x is used as the inorganic layer 3 in the above-mentioned embodiment, the present invention is not limited to this.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、有
機層を挟み込む無機層の種類や厚みにより分子の励起状
態を変えることができるので、従来にない顕著に制御可
能な光学材料とすることができる。また、機械的強度の
弱い有機層を機械的強度の強い無機層で挟み込むので、
機械的な強度もさらに向上した実用性の高い光学材料と
なる。
As described above, according to the present invention, the excited state of the molecule can be changed depending on the type and thickness of the inorganic layers sandwiching the organic layer. can do. Also, since the organic layer with low mechanical strength is sandwiched by the inorganic layer with high mechanical strength,
It becomes a highly practical optical material with improved mechanical strength.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る光学材料を例示する断面図であ
る。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an optical material according to the present invention.

【図2】励起子エネルギー(Es1)のCuPc層の厚
みの依存性を示す特性図である。
FIG. 2 is a characteristic diagram showing the dependence of exciton energy (E s1 ) on the thickness of a CuPc layer.

【図3】励起子エネルギー(Es1)のTiOの厚み
の依存性を示す特性図である。
FIG. 3 is a characteristic diagram showing the dependence of exciton energy (E s1 ) on the thickness of TiO x .

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…光学材料 2…基板 3…無機層 4…有機層 5…ヘテロ構造 6…界面 1 ... Optical material 2 ... Substrate 3 ... Inorganic layer 4 ... Organic layer 5 ... Heterostructure 6 ... Interface

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 有機物質からなる有機層を無機物質から
なる2つの無機層で挟み込んだ一組のヘテロ構造を少な
くとも一組以上含むべく積層された材料であって、前記
無機層の電子親和力及びバンドギャップが有機層のそれ
らに比べて大きく、かつ該有機層の厚みが高々2分子サ
イズ以下であることを特徴とする光学材料。
1. A material laminated so as to include at least one set of a heterostructure in which an organic layer made of an organic substance is sandwiched between two inorganic layers made of an inorganic substance. An optical material having a band gap larger than those of an organic layer and a thickness of the organic layer being at most 2 molecule size or less.
【請求項2】 前記有機層の厚みを、該厚みを変数とし
て所定バンドにおける吸収ピークのエネルギー値を測定
したときにこのエネルギー特性が低下域にあるときの厚
みとなし、該有機層を挟み込む2つの無機層の厚み及び
材質を適宜調整して所要のエネルギー値を有するように
したことを特徴とする請求項1記載の光学材料。
2. The thickness of the organic layer is defined as a thickness when the energy value of an absorption peak in a predetermined band is measured with the thickness as a variable, and the organic layer is sandwiched between the organic layers. The optical material according to claim 1, wherein the thickness and the material of the two inorganic layers are appropriately adjusted so as to have a required energy value.
【請求項3】 請求項2において適宜調整される材質
は、誘電率の異なる材質であることを特徴とする光学材
料。
3. The optical material according to claim 2, wherein the material appropriately adjusted is a material having a different dielectric constant.
【請求項4】 前記有機層が厚み2.6nm以下のフタ
ロシアニンであり、無機層がTiOからなることを特
徴とする請求項1又は2記載の光学材料。
4. The optical material according to claim 1, wherein the organic layer is phthalocyanine having a thickness of 2.6 nm or less, and the inorganic layer is made of TiO x .
【請求項5】 前記無機層が非晶質からなるTiO
あって、x=約1.5であることを特徴とする請求項4
記載の光学材料。
5. The TiO x of which the inorganic layer is amorphous, wherein x = about 1.5.
The optical material described.
JP8711994A 1994-03-18 1994-03-18 Optical material Pending JPH07261021A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8711994A JPH07261021A (en) 1994-03-18 1994-03-18 Optical material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8711994A JPH07261021A (en) 1994-03-18 1994-03-18 Optical material

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07261021A true JPH07261021A (en) 1995-10-13

Family

ID=13906075

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8711994A Pending JPH07261021A (en) 1994-03-18 1994-03-18 Optical material

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH07261021A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001350015A (en) * 2000-06-09 2001-12-21 Keio Gijuku Multilayered heterostructure film, optical device using the same and method for manufacturing the same
CN111279228A (en) * 2017-10-19 2020-06-12 松下知识产权经营株式会社 Wavelength conversion body

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001350015A (en) * 2000-06-09 2001-12-21 Keio Gijuku Multilayered heterostructure film, optical device using the same and method for manufacturing the same
CN111279228A (en) * 2017-10-19 2020-06-12 松下知识产权经营株式会社 Wavelength conversion body
CN111279228B (en) * 2017-10-19 2022-01-07 松下知识产权经营株式会社 Wavelength conversion body

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6547940B2 (en) Biomimetic pathways for assembling inorganic thin films and oriented mesoscopic silicate patterns through guided growth
CA1252664A (en) X-ray mirrors made from multi-layered material
AU2009250336A1 (en) Thermoelectric element
Aliofkhazraei et al. Graphene science handbook: nanostructure and atomic arrangement
Mukhopadhyay et al. Silicon rich silicon oxide films deposited by radio frequency plasma enhanced chemical vapor deposition method: optical and structural properties
Aizaki et al. In situ RHEED observation of selective diminution at Si (001)-2× 1 superlattice spots during MBE
Jiang et al. Self-organized, ordered array of coherent orthogonal column nanostructures in epitaxial La 0.8 Sr 0.2 MnO 3 thin films
EP1737045B1 (en) Substrate with organic thin film and transistor using same
Saleem et al. Investigations on electronic and optical properties of Ag: MoS2 co-sputtered thin films
JP2929005B1 (en) Method for producing Si microcrystalline structure
US5970381A (en) Method for fabricating organic thin film
JPH07261021A (en) Optical material
Hayakawa et al. Strain-effect for controlled growth mode and well-ordered structure of quaterrylene thin films
Hayashi et al. Surface oxide layers of Si and Ge nanocrystals
Dobrozhan et al. Influence of the thermal annealing on the morphological and structural properties of ZnO films deposited onto polyimide substrates by ink-jet printing
KR20050007530A (en) Method of altering the properties of a thin film and substrate implementing said method
Aldalbahi et al. Fabrication, characterization and application of 2D boron nitride nanosheets prepared by pulsed laser plasma deposition
JP2692644B2 (en) Fullerene thin film manufacturing method
Zaharescu et al. Comparative study of the dopants (Mn vs. V) influence on the properties of sol-gel ZnO films
Lui Raman Spectroscopy of van der Waals Heterostructures
Hwang et al. Selective area growth of Si on thin insulating layers for nanostructure fabrication
Chen et al. Synthesis of nanostructured nanoclay-zirconia multilayers: A feasibility study
Ghrib et al. Thermal and structural study of mono-and multi-layered thin films composed of CuAlS2 chalcogenide
Ma et al. Facile and novel in situ low-temperature growth of Cu 2 S nanoarrays based on Cu substrates
Gill et al. Growth Pattern and Size-Dependent Properties of Lead Chalcogenide Nanoclusters