先端機能性材料と光技術I.～総論～光と材料科学

摘要

物質と光の相互作用はさまざまな観点で捉えることができる.巨視的に見たとき，古くから知られている現象として，光の透過，反射，屈折，回折，散乱，吸収，発光をどがある.微視的には，物質に内在する種々のエネルギー状態，すなわち，分子の回転，格子振動，原子·分子の電子状態ヤクヾンド構造，電子スピン，核スピンなどに対応してさまざまな波長の光（電磁波）が吸収·放出あるいは散乱される，また，電子，イオン，分子の分極は屈折率や反射率を決める.このような現象は，材料における光機能の創出に用いられるばかりでをく，さまざまな分光法やひいてはセンシングなどの応用のための基礎ともなっている.本講座では，光とかかわる材料の機能に着目し，広い視点から新たな光機能材料の展開を考えたい.すなわち，一口に光機能材科と言っても，2009年のノーベル物理学賞の対象となった光ファイバーのような情報を伝達する材料，蛍光体やレーザーのような光を生み出す材料，偏光子のような光を変調する材料二光信号を情報として記録する材料，光信号を検出する材料，光触媒のように光を化学反応に利用する材料，太陽電池のように光エネルギーを電気エネルギーに変換する材料をど多岐にわたる.また，物質の光化学反応や光物理変化は，材料における特異的な構造の形成や材料そのものの合成にも利用できる.