第4章、 ホストーゲスト非線形光学薄膜の評価
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4−4 pMMA一(t−Bu)1甫VOPc膜の膜厚依存性
ねらい
TH強度を大きくすることだけを考えるならば』単純に膜厚を厚くしていけばより大 きなTH強度を得られると推測できる。
そこで本実験では、PMMA一(t−Bu)145VOPc膜の膜厚依存性について検討する。
実験方法および条件
膜厚の異なるPMMA.(t.Bu)145VOPc10%膜(試料6,5,7)を用意した。膜厚は、
それぞれ試料6:3μm、試料5:5μm、試料7:10μmである。有機ガス処理条件
は、どの試料も処理時間:25時間、処理温度:24℃、有機ガスとして用いた溶剤:1,2一ジクロロエタンとした。
実験結果及び検討
試料6、5、7のVIS/UVスペクトルを図4−8〜図4−10に示す。図4−8、
図4−9をみると、有機ガス処理を施したことにより、波長640〜710m1付近の吸収ピ ークが820nm付近ヘシフトしている。これは、アモルファスな状態であったゲスト分子 の幾つかが合併し、微結晶(相II)へ転移したことを示す。
図4−11に試料6、5、7のTH強度の測定結果(膜厚依存性)を示す。実験前の
段階では、膜厚の増加に伴いTH強度も増加していくと推測されたが、実験結果をみる と、膜厚増加に伴うTH強度の増加はみられず、どの試料も同程度(最大で約0.035[a.u.])のTH強度([a.u.]は任意単位。メーカフリンジ測定における強度とは、出力光 を光電子増倍管によって電圧[V]に変換した値である。)を示している。これは、
PMMA一(t二Bu)145VOPc膜が発生したTHを再び吸収してしまうことが原因と考えられる。
メーカ・フリンジ装置で使用しているYAGレーザは波長が1064nmでありTHはその波長 の1/3倍の波であるから、発生するTHの波長は約355nmとなる。そこで、もう一度 VIS/UVスペクトルをみてみると、pMMA一(t−Bu)nVOPc膜は発生するTHと同じ波長の 355nm付近にも光の吸収をもっていることがわかる6つまり、この吸収が発生したTH
を再び吸収してしまうのである。では、なぜ発生したすべてのTHが吸収されずに、ど の試料も一定量の出力が検出されるのかだが、これは、膜中で発生したTHがすべて吸 収される(減衰する)までに、ある一定の距離(膜厚)が必要であるからである。つま り、ある時点で発生したTHがすべて吸収されてしまう距離(膜厚)をLとおくと、検出 側の膜表面からその距離Lよりも前の点で発生したTHは膜を透過する間にすべて吸収さ れてしまうが、距離Lよりも後の点で発生したTHは吸収されずに出力することができる。
したがって、距離L以前をいくら厚くしても無駄であり、結局はその距離分しかTHは出 力されないので、膜厚が異なっても同程度の出力となってしまう。
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