JPH0733889A - Langmuir-blodgett membrane - Google Patents
Langmuir-blodgett membraneInfo
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- JPH0733889A JPH0733889A JP17881493A JP17881493A JPH0733889A JP H0733889 A JPH0733889 A JP H0733889A JP 17881493 A JP17881493 A JP 17881493A JP 17881493 A JP17881493 A JP 17881493A JP H0733889 A JPH0733889 A JP H0733889A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、フラーレンを用いたラ
ングミュアブロジェット（ＬＢ）膜に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a Langmuir-Blodgett (LB) membrane using fullerenes.
【０００２】[0002]
【従来の技術】有機共役系高分子では、π電子系に起因
する三次非線形性が得られ、既に、ポリアセチレン，ポ
リ（ｐ−フェニレン），ポリチオフェン，ポリピロー
ル，フタロシアニン，ポリアニリン，ヘテロ芳香族系ラ
ダーポリマ及び関連するコポリマなどの多くの共役系高
分子が検討されている。これらに関連する既存の報告に
は下記がある。Ｄ.Ｓ.ケムラ及びＪ.ツイス編集「Nonli
near Optical Propertiesof Organic Molecules and Cr
ystals」第１及び２巻，Academic Press社（1987年)，
H. S. Nalwa著，Applied Organometallic Chemistry
誌，第５巻，３２４頁（１９９１年），T. Kobayashi編
集「Nonlinear optaics of organics and semiconduc
tors」Springer Proceedings in Physics，第３６巻，S
pringer−Verlag社，Berlin(１９８９年)，S. Miyata編
集「Nonlinear Optical Materials」，Elsevier社，Amste
rdam(１９９２）及びＳＰＩＥ学会にて１９８５−１９
９２年度間に発表された論文などがある。π共役高分子
の電子分野応用に関しては、例えば下記がある。T. A.
Skotheim編集「Handbook of Conducting Polymers」Mar
cel Dekker社（１９８６年），J. Paloheimo他著，Appl
ied Physics Letters誌，第５６巻,１１５７頁（１９９
０年），Nalwa他著，Applied OrganometallicChemistry
誌，第６巻，６４５頁（１９９２年）。2. Description of the Related Art Organic conjugated polymers have obtained third-order nonlinearity due to the π-electron system, and have already been used for polyacetylene, poly (p-phenylene), polythiophene, polypyrrole, phthalocyanine, polyaniline, heteroaromatic ladder polymers and Many conjugated polymers, such as related copolymers, have been investigated. Existing reports related to these include: Edited by DS Kemura and J. Twiss "Nonli
near Optical Propertiesof Organic Molecules and Cr
ystals "Volumes 1 and 2, Academic Press, Inc. (1987),
HS Nalwa, Applied Organometallic Chemistry
Magazine, Vol. 5, p. 324 (1991), edited by T. Kobayashi, "Nonlinear optaics of organics and semiconduc.
tors ”Springer Proceedings in Physics, Volume 36, S
pringer-Verlag, Berlin (1989), edited by S. Miyata "Nonlinear Optical Materials", Elsevier, Amste
rdam (1992) and SPIE Society at 1985-19
Some papers have been published during 1992. Examples of applications of the π-conjugated polymer in the electronic field include the following. TA
Edited by Skotheim "Handbook of Conducting Polymers" Mar
cel Dekker (1986), J. Paloheimo et al., Appl
ied Physics Letters, Vol. 56, p. 1157 (199
0), Nalwa et al., Applied Organometallic Chemistry
Magazine, Vol. 6, 645 (1992).
【０００３】カーボンクラスタは、これらπ共役系の分
子の典型的なものであり、多年に渡り興味を持って検討
がなされてきた。例えば、J.R.Walker Jr．編集「Chemi
stryand Physics of Carbon」Marcel Dekker社，New Yo
rk(１９６７年)，W．Weltner及びZee著，Journal of Ch
emistry Review誌，第８９巻，１７１３頁（１９８９
年）などの報告がある。Ｃ60フラーレンは２０面体対称
を示す特異なカーボンクラスタである。固体のＣ60種は
６０個の頂点を持つ３２面体で、うち２０面は６角形、
１２面は５角形である。正２０面体対称(Icosahedral：
Ｉｈ)がある。球の半径は約０.７ｎｍ で、例えば、Kro
to他著，Nature誌，第３１８巻，１６２頁(１９８５年)
などのように、多くの原子を分子内に取り込む報告があ
る。アルカリ金属をドープしたＣ60の多結晶粉末は、Ho
lczer他著，Science誌，第２５２巻，１１５４頁（１９
９１年），Tanigaki他著，Nature誌，第３５２巻，２２
２頁（１９９１年）などに報告されたように、鋭い超伝
導転移点を示す。一般のＣ60粗合成品は１５ないし２５
％のＣ70を含むが、これらは容易に昇華，高圧液体クロ
マトグラフィ，液体重力クロマトグラフィにより分離で
きる。より高次のフラーレンであるＣ76，Ｃ84，Ｃ90，
Ｃ94及びＣ70Ｏが知られており、更に偶数次で６００に
達する巨大構造も、So他著,Journal of Chemical Physi
cs誌，第９３巻，１１８４頁（１９８９年）などに報告
されている。フラーレンは、例えばKroto他著，Chemica
l Review誌，第９１巻，１２１３頁（１９９１年）に示
されるように、多くの電子，光学分野で特異な物理的，
化学的特性により広い可能性がある。Carbon clusters are typical of these π-conjugated molecules and have been studied with interest for many years. For example, JR Walker Jr. Edit "Chemi
stryand Physics of Carbon ”Marcel Dekker, New Yo
rk (1967), W. Weltner and Zee, Journal of Ch
emistry Review, Vol. 89, p. 1713 (1989)
Year) etc. C 60 fullerene is a unique carbon cluster showing icosahedral symmetry. Solid C 60 species is a 32-sided polyhedron with 60 vertices, of which 20 sides are hexagonal,
Twelve sides are pentagonal. Icosahedral:
Ih). The radius of the sphere is about 0.7 nm. For example, Kro
to et al., Nature, 318, 162 (1985).
There are reports that many atoms are incorporated into the molecule. The polycrystalline powder of C 60 doped with alkali metal is Ho
lczer et al., Science, 252, 1154 (19
91), Tanigaki et al., Nature, Vol. 352, 22.
As shown on page 2 (1991), it exhibits a sharp superconducting transition point. 15 to 25 for general C 60 crude synthetic products
% C 70, which can be easily separated by sublimation, high pressure liquid chromatography, liquid gravity chromatography. Higher fullerenes C 76 , C 84 , C 90 ,
C 94 and C 70 O are known, and the giant structure reaching even-numbered orders up to 600 is also described by So et al., Journal of Chemical Physi.
cs magazine, 93, 1184 (1989). Fullerenes are described, for example, by Kroto et al., Chemica.
l Review, Vol. 91, p. 1213 (1991).
Wider possibilities due to chemical properties.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】有機化合物の機能を効
率良く発現する方法として優れるものに、ラングミュア
ブロジェット（ＬＢ）法があり、フラーレンもＬＢ膜へ
の適用が試みられた。これらには、T. Nakamura他著，L
angmuir誌，第８巻，４頁(１９９２年），C．F．Long他
著，Solid State Communication誌，第８２巻，３８１
頁(１９９２年），Y. Tomioka他著，Langmuir誌，第９
巻，３２頁（１９９２年）などがある。しかし、フラー
レンの単独、又は混合ＬＢ膜は、その安定性，製造にお
ける再現性等がまだ十分とはいえない。単独膜では、導
電性あるいは非線形光学特性が不十分であり、また、混
合膜は、ドメインを形成して不安定となる。The Langmuir-Blodgett (LB) method is an excellent method for efficiently expressing the function of an organic compound, and fullerene has been tried to be applied to an LB film. These include T. Nakamura et al., L
angmuir magazine, Vol. 8, p. 4 (1992), C.I. F. Long et al., Solid State Communication, Vol. 82, 381.
Page (1992), Y. Tomioka et al., Langmuir, 9th.
Volume, page 32 (1992). However, the fullerene alone or mixed LB film is still insufficient in stability, reproducibility in production and the like. The single film has insufficient conductivity or non-linear optical characteristics, and the mixed film forms domains and becomes unstable.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明は上記従来法の課
題を克服し、作業性及び安定性に優れるフラーレンのＬ
Ｂ膜を提供する。本発明の目的は、耐久性，強度，安定
性に優れ、導電体，非線形光学媒体及び他の広範な用途
に適用できるフラーレン及びその誘導体のＬＢ膜を提供
するにある。The present invention overcomes the problems of the above-mentioned conventional methods and provides L of fullerene which is excellent in workability and stability.
Provide a B membrane. An object of the present invention is to provide an LB film of fullerene and its derivatives, which has excellent durability, strength and stability and can be applied to conductors, non-linear optical media and a wide range of other applications.
【０００６】本発明は、下記構造式のフラーレン化合物
を用いたことを特徴とするラングミュアブロジェット薄
膜である。The present invention is a Langmuir-Blodgett thin film characterized by using a fullerene compound having the following structural formula.
【０００７】[0007]
【化８】 [Chemical 8]
【０００８】但し、Ｒ1はＯＨ基、Ｒ2は−Ｘ−(ＣＨ2)n
−ＣＨ3基であり、Ｘは−ＯＣＯ−,−ＣＳＯ−，−ＮＨ
−，−Ｓ−，−Ｏ−，−ＣＯＮＨ−，−ＮＨＣＯ−，−
Ｎ(+)ＰＦ6 - 又はＮ−アルキル基から選択される結合で
あり、ｎは１ないし２５の整数である。However, R 1 is an OH group and R 2 is -X- (CH 2 ) n.
A -CH 3 group, X is -OCO -, - CSO -, - NH
-, -S-, -O-, -CONH-, -NHCO-,-
N (+) PF 6 - or a bond selected from N-alkyl groups, and n is an integer of 1 to 25.
【０００９】本発明はまた、上記構造式において、Ｒ1
はＯＨ基、Ｒ2は−ＯＣＯＮＨ−Ｘ基であり、ＸはＣ6Ｈ
4Ｓｉ(ＯＣ2Ｈ5)3，Ｃ6Ｈ4ＣＯＣｌ，Ｃ6Ｈ4ＳＯ2Ｃ
ｌ，Ｃ6Ｈ4ＮＨ−(ＣＨ)n−ＣＨ3，Ｃ6Ｈ4Ｎ(ＣＨ3)−
(ＣＨ2)n−ＣＨ3、またはＣ6Ｈ4ＮＨＳＯ2(Ｃ6Ｈ5)2−
Ｎ(ＣＨ3)2から選択される結合であり、ｎは１ないし２
５の整数であることを特徴とするラングミュアブロジェ
ット薄膜である。The present invention also relates to the above structural formula, in which R 1
Is an OH group, R 2 is an —OCONH—X group, and X is C 6 H.
4 Si (OC 2 H 5 ) 3 , C 6 H 4 COCl, C 6 H 4 SO 2 C
l, C 6 H 4 NH- ( CH) n-CH 3, C 6 H 4 N (CH 3) -
(CH 2) n-CH 3 or C 6 H 4 NHSO 2 (C 6 H 5) 2, -
Is a bond selected from N (CH 3 ) 2 and n is 1 to 2
The Langmuir-Blodgett thin film is an integer of 5.
【００１０】本発明はまた、上記構造式において、Ｒ1
はＯＨ基、Ｒ2は−ＯＣＯ−Ｘ基であり、Ｘは(Ｃ5Ｈ4−
Ｍ−Ｃ5Ｈ4)−ＯＣＯ−(ＣＨ2)n−ＣＨ3 で示されるフ
ェロセン置換体であり、Ｍは、Ｆｅ，Ｒｕ，Ｈｆから選
択される金属から選ばれる基であり、ｎは１ないし２５
の整数であることを特徴とするラングミュアブロジェッ
ト薄膜である。The present invention also relates to the above structural formula, in which R 1
Is an OH group, R 2 is a —OCO—X group, and X is (C 5 H 4 —
M-C 5 H 4 ) -OCO- (CH 2 ) n-CH 3 is a ferrocene substitute, M is a group selected from metals selected from Fe, Ru, and Hf, and n is 1 Through 25
Is a Langmuir-Blodgett thin film.
【００１１】本発明はまた、上記構造式において、Ｒ1
はＯＨ基、Ｒ2は−ＯＣＯ−Ｘ基であり、Ｘは−ＯＣＯ
−(ＣＨ2)n−ＣＨ3 で置換された金属フタロシアニン，
金属ポルフィリン、又は金属アヌレンのうちのいずれか
であり、ｎは１ないし２５の整数であることを特徴とす
るラングミュアブロジェット薄膜である。The present invention also relates to the above structural formula, wherein R 1
Is an OH group, R 2 is an —OCO—X group, and X is —OCO.
- (CH 2) metal phthalocyanine substituted with n-CH 3,
A Langmuir-Blodgett thin film, which is either a metal porphyrin or a metal annulene, and n is an integer of 1 to 25.
【００１２】本発明はまた、上記構造式において、Ｒ1
はＯＨ基、Ｒ2は−ＯＣＯ−Ｘ基であり、Ｘは−(ＣＨ2)
n−ＣＨ3 で置換されたＣ4Ｈ2Ｙで示されるヘテロ環で
あり、Ｙは−Ｓ−，−Ｏ−，−ＮＨ−のうちのいずれか
の結合であり、ｎは１ないし２５の整数であることを特
徴とするラングミュアブロジェット薄膜である。The present invention also relates to the above structural formula, in which R 1
Is an OH group, R 2 is a —OCO—X group, and X is — (CH 2 ).
a heterocycle represented by C 4 H 2 Y substituted with n-CH 3 , Y is a bond of any one of -S-, -O-, and -NH-, and n is 1 to 25. It is a Langmuir-Blodgett thin film characterized by being an integer.
【００１３】本発明はまた、上記構造式において、Ｒ1
はＯＨ基、Ｒ2は−ＯＣＯ−Ｘ−(ＣＨ2)n−ＣＨ3基であ
り、Ｘは置換されていても良いテトラシアノキノジメタ
ン（ＴＣＮＱ）、テトラチアフルバレン（ＴＴＦ）、テ
トラセレナフルバレン（ＴＳＦ）、テトラチアテトラセ
ン（ＴＴＴ）、フェニル，フェニレンビニレン、４，５
−ジメルカプロ−１，３−ジチオール−２−ジチン（Ｄ
ＭＩＴ）、またはアニリンから選ばれた芳香環又は−Ｃ
≡Ｃ−，−ＣＨ＝ＣＨ−，−Ｓ＝Ｎ−，−Ｂ＝Ｎ−，−
Ｐ＝Ｎ−，−ＣＨ＝Ｎ−又は−ＣＨ＝Ｎ−Ｎ＝ＣＨ−か
ら選ばれた結合であり、ｎは１ないし２５の整数である
ことを特徴とするラングミュアブロジェット薄膜であ
る。The present invention also provides a compound of the structural formula R 1
Is an OH group, R 2 is a —OCO—X— (CH 2 ) n—CH 3 group, and X is an optionally substituted tetracyanoquinodimethane (TCNQ), tetrathiafulvalene (TTF), tetraselena. Fullvalene (TSF), tetrathiatetracene (TTT), phenyl, phenylene vinylene, 4,5
-Dimercapro-1,3-dithiol-2-ditin (D
MIT), or an aromatic ring selected from aniline or -C
≡C-, -CH = CH-, -S = N-, -B = N-,-
A Langmuir-Blodgett thin film, which is a bond selected from P = N-, -CH = N- or -CH = NN-CH-, and n is an integer of 1 to 25.
【００１４】本発明はまた、上記構造式において、
Ｒ1，Ｒ2は長鎖アルキル基及び−ＮＯ2,−ＣＮ，−ＣＯ
ＯＨ，−ＣＨＯ，−ＣＯＮＨ2，−ＳＯ2Ｒ，−ＳＯ2Ｎ
Ｈ2又は−ＣＯＯＣＨ3から選ばれた電子受容性基、及び
／又は、−ＮＨ2，−ＮＨＲ，ハロゲン，−ＮＨＣＯＣ
Ｈ3又は−ＯＣＨ3から選ばれた電子供与性基を有するベ
ンゼン，ピリジン，スチルベン，アゾベンゼン，トリア
ジン，ベンジリデン，フェニルヒドラゾンから選ばれた
芳香環であることを特徴とするラングミュアブロジェッ
ト薄膜である。The present invention also has the following structural formula:
R 1 and R 2 are long-chain alkyl groups and -NO 2 , -CN, -CO
OH, -CHO, -CONH 2, -SO 2 R, -SO 2 N
An electron-accepting group selected from H 2 or —COOCH 3 , and / or —NH 2 , —NHR, halogen, —NHCOC.
H 3 or benzene having an electron donating group selected from -OCH 3, pyridine, stilbene, azobenzene, triazine, benzylidene, a Langmuir Blodgett film, characterized in that an aromatic ring selected from phenyl hydrazone.
【００１５】本発明はまた、高次のフラーレンに対し、
上記したと同様の各種の置換体を用いたことを特徴とす
るラングミュアブロジェット薄膜である。The present invention also relates to higher fullerenes,
The Langmuir-Blodgett thin film is characterized by using various substitutes similar to those described above.
【００１６】本発明はまた、高次のフラーレンに対し、
上記したと同様の各種の置換体を用い、これをＸ，Ｙ又
はＺ膜とすることを特徴とするラングミュアブロジェッ
ト膜である。The present invention also relates to higher fullerenes,
The Langmuir-Blodgett film is characterized in that various substitutes similar to those described above are used and these are used as X, Y or Z films.
【００１７】本発明はまた、上記記載の各種ラングミュ
アブロジェット膜を用いたことを特徴とする非線形光学
素子，導電素子，光周波数変換素子，光スイッチ，光導
波路，四光波混合器あるいは光双安定素子である。The present invention also provides a nonlinear optical element, a conductive element, an optical frequency conversion element, an optical switch, an optical waveguide, a four-wave mixer or an optical bistable characterized by using the above-mentioned various Langmuir-Blodgett films. It is an element.
【００１８】本発明のＬＢ膜は、通常のＬＢ成膜方法に
より作製することができる。本発明のＬＢ膜組成物は、
膜厚１ないし５００μｍの均一の固体フィルム又は塗膜
として作製することができる。本発明のＬＢ膜の二次及
び三次非線形光学特性は、Ｎｄ−ＹＡＧレーザを基本波
とするメーカフリンジ法で測定できる。The LB film of the present invention can be produced by a usual LB film forming method. The LB film composition of the present invention is
It can be prepared as a uniform solid film or coating having a film thickness of 1 to 500 μm. The second-order and third-order nonlinear optical characteristics of the LB film of the present invention can be measured by the maker fringe method using an Nd-YAG laser as a fundamental wave.
【００１９】[0019]
【作用】上記のようにして、本発明により、良好な透明
性，安定性，非線形光学特性，電気伝導性，熱安定性，
光学品質，合成が容易，作業性，高強度，低毒性のＬＢ
膜が得られる。As described above, according to the present invention, good transparency, stability, nonlinear optical characteristics, electrical conductivity, thermal stability,
LB with optical quality, easy synthesis, workability, high strength and low toxicity
A film is obtained.
【００２０】[0020]
〔実施例１〕シェトアル ジャーナル オブ アメリカ
ン ケミカル ソサエティ（Shi 他著，Journal of Ame
rican Chemical Society誌，第１１４巻，１０６５６頁
（１９９２年））に従い、Ｃ61(Ｃ6Ｈ4ＯＨ)2(化合物
１）を合成した。また、４−クロロフェニルイソシアネ
ートとオクタデシルアミンを反応させて、ＣＮＯ−Ｃ6
Ｈ4−ＮＨ−(ＣＨ2)17−ＣＨ3（化合物２）を合成し
た。次に化合物２を２モルと１モルの化合物１をジクロ
ロベンゼン又はｓｙｍ−テトラクロロエタン中で反応さ
せ、下記本発明の化合物を得た。同様の手法で、他のア
ルキル基置換体を合成した。これは吸収，導電率及び非
線形光学特性の測定に供され、良好な結果を示した。[Example 1] Shet al Journal of American Chemical Society (Shi et al., Journal of Ame
C 61 (C 6 H 4 OH) 2 (Compound 1) was synthesized according to rican Chemical Society, 114, 10656 (1992)). In addition, 4-chlorophenylisocyanate and octadecylamine are reacted to form CNO-C 6
H 4 -NH- (CH 2) 17 -CH 3 ( Compound 2) was synthesized. Next, 2 mol of compound 2 and 1 mol of compound 1 were reacted in dichlorobenzene or sym-tetrachloroethane to obtain the following compound of the present invention. Other alkyl group-substituted compounds were synthesized in the same manner. It was subjected to measurements of absorption, conductivity and nonlinear optical properties and showed good results.
【００２１】[0021]
【化９】 Ｃ61(−Ｃ6Ｈ4−ＯＣＯＮＨ−Ｃ6Ｈ4−ＮＨ−(ＣＨ2)17−ＣＨ3)2 …(化９) 〔実施例２〕上記実施例１の化合物１及び化合物２を各
々１モルを実施例１と同様に合成して、下記本発明の化
合物を合成した。これは吸収，導電率及び非線形光学特
性の測定に供され、良好な結果を示した。Embedded image C 61 (—C 6 H 4 —OCONH—C 6 H 4 —NH— (CH 2 ) 17 —CH 3 ) 2 (Chemical Formula 9) [Example 2] Compound 1 of Example 1 and 1 mol of each of Compound 2 was synthesized in the same manner as in Example 1 to synthesize the compound of the present invention described below. It was subjected to measurements of absorption, conductivity and nonlinear optical properties and showed good results.
【００２２】[0022]
【化１０】 ＨＯ−Ｃ6Ｈ4−Ｃ61−Ｃ6Ｈ4ＯＣＯＮＨ−Ｃ6Ｈ4−ＮＨ−(ＣＨ2)17−ＣＨ3 …(化１０) 〔実施例３〕２モルの３−イソシアナトプロピルトリエ
トキシシランを１モルの上記実施例１の化合物１とをジ
クロロベンゼン中で反応させ、本発明の化合物を得た。
同様にして、他のアルキル置換体も合成した。この化合
物のＬＢ膜を作製し、光吸収，導電性、及び非線形光学
特性の測定に供した。Embedded image HO-C 6 H 4 -C 61 -C 6 H 4 OCONH-C 6 H 4 -NH- (CH 2) 17 -CH 3 (Chemical Formula 10) [Example 3] 2 mol of 3-isocyanatopropyltriethoxysilane was reacted with 1 mol of the compound 1 of Example 1 in dichlorobenzene to obtain a compound of the present invention.
Similarly, other alkyl-substituted compounds were also synthesized. An LB film of this compound was prepared and subjected to measurement of light absorption, conductivity, and nonlinear optical characteristics.
【００２３】[0023]
【化１１】 Ｃ61(−Ｃ6Ｈ4ＯＣＯＮＨ−(ＣＨ2)3−Ｓｉ(ＯＣ2Ｈ5)3)2 …(化１１) 〔実施例４〕図１に示す本発明のＬＢ膜の積層体を作製
した。３００ｎｍの厚さのシリコン酸化膜を付けたｎ型
シリコン基板上に本発明のＬＢ膜厚さ４０ｎｍ，電子受
容性のテトラシアノキノジメタン（ＴＣＮＱ）を構造中
に持つ本発明のＬＢ膜２５ｎｍ，本発明のＬＢ膜５０ｎ
ｍ，ＴＣＮＱを持つ本発明のＬＢ膜２５ｎｍ，本発明の
ＬＢ膜のバッファ層及び金電極を積層した。この構造に
より、フラーレン膜中に固体状態でドーピングを行うこ
とが可能で、ＭＩＳデバイスとして、有効に動作でき
る。同様にテトラチアフルバレンを構造中に持つ本発明
のＬＢ膜を用いることも可能である。Embedded image C 61 (—C 6 H 4 OCONH— (CH 2 ) 3 —Si (OC 2 H 5 ) 3 ) 2 (Formula 11) [Example 4] The LB film of the present invention shown in FIG. A laminated body was produced. An LB film of the present invention having a thickness of 40 nm and an electron-accepting tetracyanoquinodimethane (TCNQ) having a structure of 25 nm on the n-type silicon substrate provided with a silicon oxide film having a thickness of 300 nm, LB film 50n of the present invention
The LB film of the present invention having m, TCNQ of 25 nm, the buffer layer of the LB film of the present invention, and the gold electrode were laminated. With this structure, it is possible to dope the fullerene film in a solid state and effectively operate as a MIS device. Similarly, it is possible to use the LB film of the present invention having tetrathiafulvalene in its structure.
【００２４】[0024]
【発明の効果】本発明により、フラーレンを用いた電子
及び光非線形分野の材料として有用なラングミュアブロ
ジェット（ＬＢ）膜が得られた。INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, a Langmuir-Blodgett (LB) film, which is useful as a material in the electronic and optical nonlinear fields using fullerenes, was obtained.
【図１】本発明のＬＢ膜を用いた電子素子の断面図。FIG. 1 is a sectional view of an electronic device using an LB film of the present invention.
１…基板、２…酸化物層、３，５及び７…ＬＢ膜、４及
び６…ＴＣＮＱを構造中の含むＬＢ膜、８…電極。1 ... Substrate, 2 ... Oxide layer, 3, 5 and 7 ... LB film, 4 and 6 ... LB film containing TCNQ in the structure, 8 ... Electrodes.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０７Ｃ 327/22 7106−4Ｈ Ｃ０７Ｆ 7/18 Ａ 9/06 9155−4Ｈ Ｇ０２Ｆ 1/35 ５０４ 9316−2Ｋ ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical display location C07C 327/22 7106-4H C07F 7/18 A 9/06 9155-4H G02F 1/35 504 9316- 2K
Claims (21)
とを特徴とするラングミュアブロジェット膜。 【化１】 但し、Ｒ1はＯＨ基、Ｒ2は−Ｘ−(ＣＨ2)n−ＣＨ3基で
あり、Ｘは−ＯＣＯ−,−ＣＳＯ−，−ＮＨ−，−Ｓ
−，−Ｏ−，−ＣＯＮＨ−，−ＮＨＣＯ−，−Ｎ(+)Ｐ
Ｆ6 - 又はＮ−アルキル基から選択される結合であり、
ｎは１ないし２５の整数である。1. A Langmuir-Blodgett film comprising a fullerene compound having the following structural formula. [Chemical 1] However, R 1 is an OH group, R 2 is a —X— (CH 2 ) n—CH 3 group, and X is —OCO—, —CSO—, —NH—, —S.
-, -O-, -CONH-, -NHCO-, -N (+) P
F 6 -, or a bond that is selected from N- alkyl,
n is an integer of 1 to 25.
とを特徴とするラングミュアブロジェット膜。 【化２】 但し、Ｒ1 はＯＨ基、Ｒ2 は−ＯＣＯＮＨ−Ｘ基であ
り、ＸはＣ6Ｈ4Ｓｉ(ＯＣ2Ｈ5)3，Ｃ6Ｈ4ＣＯＣｌ，Ｃ6
Ｈ4ＳＯ2Ｃｌ，Ｃ6Ｈ4ＮＨ−(ＣＨ)n−ＣＨ3，Ｃ6Ｈ4Ｎ
(ＣＨ3)−(ＣＨ2)n−ＣＨ3、またはＣ6Ｈ4ＮＨＳＯ2(Ｃ
6Ｈ5)2−Ｎ(ＣＨ3)2 から選択される結合であり、ｎは
１ないし２５の整数である。2. A Langmuir-Blodgett film comprising a fullerene compound having the following structural formula. [Chemical 2] However, R 1 is an OH group, R 2 is a —OCONH—X group, and X is C 6 H 4 Si (OC 2 H 5 ) 3 , C 6 H 4 COCl, C 6
H 4 SO 2 Cl, C 6 H 4 NH- (CH) n-CH 3, C 6 H 4 N
(CH 3) - (CH 2 ) n-CH 3 or C 6 H 4 NHSO 2, ( C
6 H 5 ) 2 —N (CH 3 ) 2 is a bond, and n is an integer of 1 to 25.
とを特徴とするラングミュアブロジェット膜。 【化３】 但し、Ｒ1はＯＨ基、Ｒ2は−ＯＣＯ−Ｘ基であり、Ｘは
(Ｃ5Ｈ4−Ｍ−Ｃ5Ｈ4)−ＯＣＯ−(ＣＨ2)n−ＣＨ3で示
されるフェロセン置換体であり、Ｍは、Ｆｅ，Ｒｕ，Ｈ
ｆから選択される金属から選ばれる基であり、ｎは１な
いし２５の整数である。3. A Langmuir-Blodgett film comprising a fullerene compound having the following structural formula. [Chemical 3] However, R 1 is an OH group, R 2 is a —OCO—X group, and X is
(C 5 H 4 -M-C 5 H 4 ) -OCO- (CH 2 ) n-CH 3 is a ferrocene substitution product, and M is Fe, Ru, H.
It is a group selected from metals selected from f, and n is an integer of 1 to 25.
とを特徴とするラングミュアブロジェット膜。 【化４】 但し、Ｒ1はＯＨ基、Ｒ2は−ＯＣＯ−Ｘ基であり、Ｘは
−ＯＣＯ−(ＣＨ2)n−ＣＨ3 で置換された金属フタロシ
アニン，金属ポルフィリン、又は金属アヌレンのうちの
いずれかであり、ｎは１ないし２５の整数である。4. A Langmuir-Blodgett film comprising a fullerene compound having the following structural formula. [Chemical 4] However, R 1 is an OH group, R 2 is a —OCO—X group, and X is any one of a metal phthalocyanine substituted with —OCO— (CH 2 ) n—CH 3 , a metal porphyrin, or a metal annulene. And n is an integer of 1 to 25.
とを特徴とするラングミュアブロジェット膜。 【化５】 但し、Ｒ1はＯＨ基、Ｒ2は−ＯＣＯ−Ｘ基であり、Ｘは
−(ＣＨ2)n−ＣＨ3 で置換されたＣ4Ｈ2Ｙで示されるヘ
テロ環であり、Ｙは−Ｓ−，−Ｏ−，−ＮＨ−のうちの
いずれかの結合であり、ｎは１ないし２５の整数であ
る。5. A Langmuir-Blodgett film comprising a fullerene compound having the following structural formula. [Chemical 5] However, R 1 is an OH group, R 2 is a -OCO-X group, X is a heterocycle represented by C 4 H 2 Y substituted with-(CH 2 ) n-CH 3 , and Y is-. The bond is any of S-, -O-, and -NH-, and n is an integer of 1 to 25.
とを特徴とするラングミュアブロジェット膜。 【化６】 但し、Ｒ1はＯＨ基、Ｒ2は−ＯＣＯ−Ｘ−(ＣＨ2)n−Ｃ
Ｈ3 基であり、Ｘは置換されていても良いテトラシアノ
キノジメタン（ＴＣＮＱ）、テトラチアフルバレン（Ｔ
ＴＦ）、テトラセレナフルバレン（ＴＳＦ）、テトラチ
アテトラセン（ＴＴＴ）、フェニル、フェニレンビニレ
ン、４，５−ジメルカプロ−１，３−ジチオール−２−
ジチン（ＤＭＩＴ）、またはアニリンから選ばれた芳香
環又は−Ｃ≡Ｃ−，−ＣＨ＝ＣＨ−，−Ｓ＝Ｎ−，−Ｂ
＝Ｎ−，−Ｐ＝Ｎ−，−ＣＨ＝Ｎ−又は−ＣＨ＝Ｎ−Ｎ
＝ＣＨ−から選ばれた結合であり、ｎは１ないし２５の
整数である。6. A Langmuir-Blodgett film comprising a fullerene compound having the following structural formula. [Chemical 6] However, R 1 is an OH group, and R 2 is —OCO—X— (CH 2 ) n—C.
H 3 group, X is an optionally substituted tetracyanoquinodimethane (TCNQ), tetrathiafulvalene (T
TF), tetraselenafulvalene (TSF), tetrathiatetracene (TTT), phenyl, phenylene vinylene, 4,5-dimercapro-1,3-dithiol-2-
An aromatic ring selected from ditin (DMIT) or aniline, or -C≡C-, -CH = CH-, -S = N-, -B.
= N-, -P = N-, -CH = N- or -CH = NN
Is a bond selected from = CH-, and n is an integer of 1 to 25.
とを特徴とするラングミュアブロジェット膜。 【化７】 但し、Ｒ1，Ｒ2は長鎖アルキル基及び−ＮＯ2，−ＣＮ,
−ＣＯＯＨ,−ＣＨＯ,−ＣＯＮＨ2，−ＳＯ2Ｒ，−ＳＯ
2ＮＨ2又は−ＣＯＯＣＨ3 から選ばれた電子受容性基、
及び／又は、−ＮＨ2，−ＮＨＲ，ハロゲン，−ＮＨＣ
ＯＣＨ3又は−ＯＣＨ3 から選ばれた電子供与性基を有
するベンゼン，ピリジン，スチルベン，アゾベンゼン，
トリアジン，ベンジリデン，フェニルヒドラゾンから選
ばれた芳香環である。7. A Langmuir-Blodgett film comprising a fullerene compound having the following structural formula. [Chemical 7] However, R 1 and R 2 are long-chain alkyl groups and —NO 2 , —CN,
-COOH, -CHO, -CONH 2, -SO 2 R, -SO
An electron-accepting group selected from 2 NH 2 or —COOCH 3 ,
And / or, -NH 2, -NHR, halogen, -NHC
Benzene, pyridine, stilbene, azobenzene having an electron-donating group selected from OCH 3 or —OCH 3 ,
It is an aromatic ring selected from triazine, benzylidene, and phenylhydrazone.
おいて、高次のフラーレンを用いたラングミュアブロジ
ェット膜。8. The Langmuir-Blodgett film according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6 or 7, wherein a higher-order fullerene is used.
８において、パルミチン酸，アラキジン酸，ステアリン
酸，ω−トリコセン酸又はベヒン酸から選ばれた化合物
を交互積層したラングミュアブロジェット膜。9. The Langmuir according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 or 8, wherein compounds selected from palmitic acid, arachidic acid, stearic acid, ω-tricosenoic acid or behenic acid are alternately laminated. Blodgett film.
は８において、パルミチン酸，アラキジン酸，ステアリ
ン酸，ω−トリコセン酸又はベヒン酸から選ばれた化合
物を混合して積層したラングミュアブロジェット膜。10. A compound selected from the group consisting of palmitic acid, arachidic acid, stearic acid, ω-tricosenoic acid, and behenic acid according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 or 8 and laminated. Langmuir Blodgett film.
は８において、置換されていても良いテトラシアノキノ
ジメタン（ＴＣＮＱ）、テトラチアフルバレン（ＴＴ
Ｆ）、テトラセレナフルバレン（ＴＳＦ）、テトラチア
テトラセン（ＴＴＴ）、フェニル、フェニレンビニレ
ン、４，５−ジメルカプロ−１，３−ジチオール−２−
ジチン（ＤＭＩＴ）、またはアニリンから選ばれた芳香
環の長鎖アルキル置換体と交互積層したラングミュアブ
ロジェット膜。11. The optionally substituted tetracyanoquinodimethane (TCNQ), tetrathiafulvalene (TT) according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 or 8.
F), tetraselenafulvalene (TSF), tetrathiatetracene (TTT), phenyl, phenylene vinylene, 4,5-dimercapro-1,3-dithiol-2-
Langmuir-Blodgett films alternately laminated with long-chain alkyl-substituted aromatic rings selected from ditin (DMIT) or aniline.
は８において、置換されていても良いテトラシアノキノ
ジメタン（ＴＣＮＱ）、テトラチアフルバレン（ＴＴ
Ｆ）、テトラセレナフルバレン（ＴＳＦ）、テトラチア
テトラセン（ＴＴＴ）、フェニル、フェニレンビニレ
ン、４，５−ジメルカプロ−１，３−ジチオール−２−
ジチン（ＤＭＩＴ）、またはアニリンから選ばれた芳香
環の長鎖アルキル置換体と混合して積層したラングミュ
アブロジェット膜。12. The optionally substituted tetracyanoquinodimethane (TCNQ) or tetrathiafulvalene (TT) according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 or 8.
F), tetraselenafulvalene (TSF), tetrathiatetracene (TTT), phenyl, phenylene vinylene, 4,5-dimercapro-1,3-dithiol-2-
A Langmuir-Blodgett film laminated by mixing with a long chain alkyl substitution product of an aromatic ring selected from ditin (DMIT) or aniline.
て、電子供与性化合物又は電子受容性化合物をドープし
たラングミュアブロジェット膜。13. A Langmuir-Blodgett film according to claim 1, which is doped with an electron-donating compound or an electron-accepting compound.
て、Ｘ，Ｙ又はＺ膜とするラングミュアブロジェット
膜。14. The Langmuir-Blodgett film according to claim 1, which is an X, Y or Z film.
て、ラングミュアブロジェット膜を用いた非線形光学素
子。15. A nonlinear optical element according to claim 1, wherein the Langmuir-Blodgett film is used.
て、ラングミュアブロジェット膜を用いた導電素子。16. A conductive element according to claim 1, wherein a Langmuir-Blodgett film is used.
て、ラングミュアブロジェット膜を用いた光周波数変換
素子。17. An optical frequency conversion device according to claim 1, wherein the Langmuir-Blodgett film is used.
ラングミュアブロジェット膜を用いた光スイッチ。18. An optical switch using the Langmuir-Blodgett film according to any one of claims 1 to 14.
ラングミュアブロジェット膜を用いた光導波路。19. An optical waveguide using the Langmuir-Blodgett film according to any one of claims 1 to 14.
ラングミュアブロジェット膜を用いた四波混合器。20. A four-wave mixer using the Langmuir-Blodgett film according to any one of claims 1 to 14.
ラングミュアブロジェット膜を用いた光双安定素子。21. An optical bistable device using the Langmuir-Blodgett film according to any one of claims 1 to 14.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17881493A JPH0733889A (en) | 1993-07-20 | 1993-07-20 | Langmuir-blodgett membrane |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17881493A JPH0733889A (en) | 1993-07-20 | 1993-07-20 | Langmuir-blodgett membrane |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0733889A true JPH0733889A (en) | 1995-02-03 |
Family
ID=16055132
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17881493A Pending JPH0733889A (en) | 1993-07-20 | 1993-07-20 | Langmuir-blodgett membrane |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0733889A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5851503A (en) * | 1996-06-13 | 1998-12-22 | Ishikawa Seisakusho | Fullerene compound, manufacturing method, and use |
-
1993
- 1993-07-20 JP JP17881493A patent/JPH0733889A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5851503A (en) * | 1996-06-13 | 1998-12-22 | Ishikawa Seisakusho | Fullerene compound, manufacturing method, and use |
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