石英セルに各電極、溶液を入れポテンショスタットのワニロ クリップを繋げた様子をFig．2−10に示す。セルは自作のセル固 定台で倒れないようにしている。また、外気の影響を少なくす るためセルとふた、作用極をハラフイルムで覆った。作用極に
はWElとWE2の2つのクリップがついている。これはWE1
−CE間で電流を流し、WE2一肥間で電位を測定しているため
である。
色変化測定ではFig．2−10の状態で薄膜の写真を撮り評価し た。光吸収測定ではFig．2−10のセルを分光器にセットし、薄 膜のある部分にのみ光を通すよう穴を開けた金属板を置いで 測定した。ラマン分光測定ではFig．2−10のセルを薄膜部分に
レーザーが当たるようセットして測定した。
CE
耀
！ gaS
Fig．2−10電気化学測定 時のセルの写真。3つの 電極、4つの導線、ガス 導入線が写っている。
β一カロテンは薄膜に出来ないため溶媒に溶かして電気化学を行った。β一カロテンは 電位窓の広いアセトニトリルには溶けない。そこでジクロロメタンを溶媒とし、支持電解 質としてテトラブチルアンモニウム ヘキサフルオロホスファート（tetrabuty1ammonium hexa舳。rophosphate，TBAHFR NBu4PF6）を用いた［28】エ29］。電位窓は一1．5V〜十LOV（vs．
Ag／Ag斗jとした。
β一カロテン溶液の電気化学測定では光路長が1．0mm特殊なセルを用いた。これは普通 のセルの様に光路長が10，0mmでは電気二重層の厚みに対して長すぎるために変化が確認 できないためである。1．0mmでは白金メッシュ電極の厚みもあるため、透過光や反射光に より溶液のβ一カロテンの様子を知ることが出来る。
本研究では電気化学によるSWCNTのフェルミエネルギーの変化を色変化として捉えた。
その為の手段として①写真や動画による方法と、②光吸収による方法の主に2つを使用し た。①は電気化学を行いながら色変化の写真を撮るだけなので詳細な説明は割愛する。本 項では②について光吸収測定方法や装置説明などをする。
光吸収は島津製作所の紫外可視近赤外
分光光度計UV3600を用いて測定した
（Fig．2−u）。損害光方式はダブルビーム測光
方式で、試料室はセルを2つ入れられる ようにしてある。英側のセルの透過光を バックグランドに手前側のセルの透過光 を測定している。電気化学測定で用いる 電極のうち参照極が大きいために、この 測定では試料室の扉を閉められない。そ の為上から暗幕をかぶせて端を銀色の テープで止め、実験室内の蛍光灯などを 消し外からの光を最大限遮断した。
＼、＼くご
＼ ＼
、
分光光度計の光学系と電気系統図を ∴落 ・1．、二、
ではハロゲンランプ、310〜185nmは重 嚢墓 水素ランプを用いた。また検出器は青丸 蟻 で示した部分にあり、3300〜1650nmで
Fig．2−n 本研究で使用した分光光度計
は冷郵PbS検出器、1650〜800nmでは
UW3600の全体写真（上）とその試料室（燈 1nGaAs検出器、800〜185nmでは光電子
円）内に測定セルをセットした様子（下）。
倍増管が用いられている。測定条件は、
グレーティング切替波長を800nm、スリット幅を5nm、サンプリングピッチをlnm、スキ ャンスピードを高速とした。測定波長については、分光器の限界は3300〜185nmであるが イオン液体TMPATFS1の光吸収があるため2100〜250nmの間で測定した。
図7−5光学系：uV−3600シリーズ 固g．2−12 分光光度計U田600の光
学系図（上）と電気系統図（右）。
光学系図の赤丸が光源、青丸が検出 器を示している。また図の文字は、
D2：重水素ランプ、WI：ハロゲン ランプ、M1〜M15：ミラー、S1：入 口スリット、S2：中間スリット、S3：
出口スリット、F：フィルタ、G1，G2：
回折格子（第一分光器）、G3，G4：回 折格子（第二分光器）、C．H．：チョ
ッパーミラー、PbS：冊Sセル、
I皿G海As：I㎜GaAsセノレ、PMT：ホト マルチプライヤ、Ref：対照側光束、
S岬：試料側光東、W1〜W3：窓板
（φ30mm）、W4〜W5：窓板（φ
斗1V PMT Re−6r6nC8
Wl Lamp CeI1 Doubに 一 MOnOOhrOmalO『
l11G挑D2Lamp SamP・e Ce．・
鰍鰐瓢丁㍗
Sig跳 peltie・O〜・・
MO Co市。l CP∪ OSP
D！A COnΨede『
5
重 品
引
δ
Seria1Control Line
［
llc」 ［、一 PαAT Compuね。
図7−6電気系統図
Main・Amp
⑭ セ⑭
＝
O◎
O〜
Graphic Print〇一
ラマンスペクトルは、一80℃に冷やしながらCCD受光素子を備えた分光器（ActonResearch Co．，SpectraPr02300i，焦点距離300mm，分解能0．lnm）によって得られた。ラマン分光の装 置写真をFig．2−13に示す。
F晦2−13本研究で用いたラマン分光装置の写真。水色の直線はレーザー光を指す。レ ーザー源から発信された光は4つのミラーで高さを調節しながら試料に斜めから入射す る。その途中、エッジフィノレタにより目的波長以外の光が遮断され、偏光プリズムによ り強度を調節される。試料で散乱された光の一部が凸レンズにより並行光になり、ノッ チフィルタでレイリー光を遮断した後、再度凸レンズを通すことで分光器で焦点を結ぶ よう調節される。
試料は488nmのレーザー光（Spectra Physics，Ar i㎝1aseいtab舳e2017、またはSpectra Physics，continuouswaveso1idstate lase exce1sior488）で励起した。実験時は暗幕を下ろし実 験室内の蛍光灯などを消して余計な光が入らないよう注意した。また、分光器のスリット 幅は100μmである。