日本ゼオライト学会 刊行物 Publication of Japan Zeolite Association

ISSN: 0918–7774
一般社団法人日本ゼオライト学会 Japan Zeolite Association
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Zeolite 27(4): 131-137 (2010)
doi:10.20731/zeoraito.27.4.131

解説解説

粘土鉱物-有機化合物ハイブリッドの非線形光学材料への応用Application of clay-organic hybrids to nonlinear optical materials

山口大学大学院医学系研究科Graduate School of Medicine, Yamaguchi University ◇ 〒753-8512 山口県山口市吉田1677-1

受理日:2010年6月30日Accepted: June 30, 2010
発行日:2010年12月10日Published: December 10, 2010
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粘土鉱物のような,層構造をもつ無機高分子に包接された有機化合物は,包接空間によりもたらされる立体的な制約,無機層のもつ層電荷などの効果により,溶液中に存在する場合や,結晶中に存在する場合とは大きく異なる多彩な物性を示す。このような無機-有機ハイブリッドは,一般に光散乱体であることが,これらの材料を光学材料,とりわけ光散乱が無視できることが要求される非線形光学材料に応用する上での妨げとなってきた。我々は,光散乱が無視でき,かつ,非線形光学材料として利用可能な厚さを有する粘土鉱物-有機化合物ハイブリッド膜の作製に成功した。本稿ではその方法をまず概説する。次に,この手法で得られた粘土鉱物-有機化合物ハイブリッド膜は,粘土鉱物が有機化合物にもたらす特異的な包接環境場を反映して,優れた非線形光学特性を示すことを紹介する。

Organic compounds surrounded by layered inorganic polymers such as clay minerals exhibit specific properties significantly different from those in solution states and/or in crystalline states. This is due to steric limitation of the surrounded space and/or layer charge of the layered polymers. Although such inorganic-organic hybrid materials are expected to exhibit specific optical properties, such materials are typically light-scattering media. Difficulties in fabricating a low light-scattering hybrid material with a sufficient thickness have hindered the use of such materials for optical materials, especially for nonlinear optical (NLO) materials which require considerably low light-scattering. Hybrid films fabricated through a simple protocol, which involves mixing an aqueous dispersion of an exfoliated clay mineral with a dye solution, followed by filtration, are known to show relatively low light-scattering properties. We have optimized fabrication conditions of the protocol. The obtained films were not only suitable as NLO devices in both size and thickness but also possessed very low light-scattering properties. In the present paper, the key points of the novel protocol are introduced. Salient NLO properties characteristic to the hybrid materials have been found from the novel films. Two-photon absorption and optical second harmonic generation properties of the films are exemplified.

キーワード:無機-有機ハイブリッド;粘土;非線形光学材料;二光子吸収;高調波発生

Key words: Inorganic-organic hybrid materials; Clay minerals; Nonlinear optical materials; Two-photon absorption; Harmonic generation

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