手で回転させる積層法を発表
理化学研究所は11月10日、分子の向きがそろった半導体高分子の膜を、一層ずつ回して積み重ねる研究を発表した。薄膜は液体上でつくり、スタンプのように基板へ移し取る。一辺25ミリの基板の角度を手で合わせ、厚み方向にらせん状の構造を形成した。論文は11月6日付のACS Nanoオンライン版に掲載されており、発表日と論文公開日は異なる。
この節の出典理化学研究所（11月10日発表） ↗
光の回転方向で吸収が異なる
円偏光には、電場が左回りに回るものと右回りに回るものがある。薄膜では、らせんの巻き方を反対にすると、どちらの光をより強く吸収するかも反転した。左右の円偏光で吸収が異なる現象を円二色性という。分子そのものに右手・左手のような違いがなくても、膜の並べ方に左右の違いを持たせることで光応答を生み出せる点が、この実験の特徴になる。
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回転角と膜同士の間隔を調整
五層を重ねた構造の光応答を計算し、実際につくった試料の測定結果と照合した。さらに透明な高分子の層を膜の間に挟み、らせんの周期を調整すると応答が強まった。少量の別物質を加えて性質を変えるドーピングでは、応答する光の範囲を近赤外まで広げたという。重ねる角度、層間の距離、材料の性質を、それぞれ設計の手段として使っている。
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薄い光学部材への応用は今後の研究
理研は円偏光を選択して検出・制御する光学材料への展開を期待している。編集上の注目点は、膜の積み重ね方と応答の関係を計算から見通せることだ。ただし発表は商用部品の完成を示していない。材料の選択と構造設計を組み合わせ、目的の波長で望む応答を得る研究が今後の方向として挙げられている。実用化時期や量産コストを予測できる情報は今回の資料には示されていない。
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