(57)【要約】【課題】＋３価の希土類イオン錯体を含有する組成物が優れた発光特性を有し、特に、＋３価のランタノイドイオン錯体が優れた発光特性を示す。この性質を利用して、＋３価のランタノイドイオン錯体を含有する組成物を使用した有機レーザーを作製することができると考えられる。しかし、従来の＋３価のランタノイドイオン錯体はレーザー発振はするもののしきい値が１７００Ｊであって、非常に大きなエネルギーを与えなければレーザー発振しない。【解決手段】基板、および該基板上に載置した、所定の励起光を照射することにより、蛍光を発する＋３価の非対称型希土類イオン錯体を導入した透明マトリックスから成る薄膜を備えたレーザー発振装置を作製する。【選択図】  図６
2004179296.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板、および該基板上に載置した、所定の励起光を照射することにより蛍光を発する＋３価の非対称型希土類イオン錯体を透明マトリックス中に導入した薄膜を備えることを特徴とするレーザー発振装置。
【請求項２】
励起光を希土類錯体含有薄膜上に線状に照射する手段を備えることを特徴とする請求項１に記載のレーザー発振装置。
【請求項３】
基板上に載置した薄膜の形状を線状にしたことを特徴とする請求項１に記載のレーザー発振装置。
【請求項４】
コアがコアよりも屈折率の小さい樹脂組成物または金属から成るクラッドに囲まれていることを特徴とする、請求項３に記載のレーザー発振装置。
【請求項５】
希土類錯体が一般式（１）
【化１】
2004179296.tif 000007
（式中、Ｌｎは希土類原子を表す。ｎは１または２であり、ｍは１、２、３または４である。Ｘは同一または異なる水素基、重水素基、ハロゲン基、Ｃ１〜Ｃ２０の基、水酸基、ニトロ基、アミノ基、スルホニル基、シアノ基、シリル基、ホスホン酸基、ジアゾ基、メルカプト基のいずれかを表す。Ｙは同一または異なるＣ１〜Ｃ２０の基、水酸基、ニトロ基、アミノ基、スルホニル基、シアノ基、シリル基、ホスホン酸基、ジアゾ基、メルカプト基のいずれかを表す。Ｚは水素基または重水素基を表す。）で表されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のレーザー発振装置。
【請求項６】
希土類錯体が一般式（２）
【化２】
2004179296.tif 000008
（式中、Ｌｎは希土類原子を表す。ｎは１または２であり、ｍは１、２、３または４である。Ｐｈはフェニル基を表す。Ｘは同一または異なる水素基、重水素基、ハロゲン基、Ｃ１〜Ｃ２０の基、水酸基、ニトロ基、アミノ基、スルホニル基、シアノ基、シリル基、ホスホン酸基、ジアゾ基、メルカプト基のいずれかを表す。Ｙは同一または異なるＣ１〜Ｃ２０の基、水酸基、ニトロ基、アミノ基、スルホニル基、シアノ基、シリル基、ホスホン酸基、ジアゾ基、メルカプト基のいずれかを表す。
Ｚは水素基、重水素基、ハロゲン基、Ｃ１〜Ｃ２０の基のいずれかを表す。）で表されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載のレーザー発振装置。
【請求項７】
希土類イオンＬｎ３＋がＥｕ３＋，Ｔｂ３＋，Ｙｂ３＋，Ｎｄ３＋，Ｅｒ３＋のいずれかであることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載のレーザー発振装置。
【請求項８】
上記透明マトリックスが透明樹脂もしくは透明無機材料もしくは透明有機−無機ハイブリッド材料であることを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載のレーザー発振装置。
【請求項９】
透明樹脂が、ポリイミド、ポリアミド、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリレート、ポリエステル、ポリウレタン、ポリカーボネート、エポキシ樹脂、ポリスチレン、シロキサンポリマー、これらのハロゲン化物もしくは重水素化物、またはこれらを二以上混合した樹脂であることを特徴とする、請求項８に記載のレーザー発振装置。
【請求項１０】
シロキサンポリマーのうち、一般式（３）
【化３】
2004179296.tif 000009
（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６は同一または異なるアリール基、水素基、脂肪族アルキル基、トリアルキルシリル基、重水素基、重水素化アルキル基、フッ素基、フルオロアルキル基、または不飽和結合を有する官能基である。ｋ、ｌ、ｍ、ｎはいずれも０以上の整数で、２ｋ＋（３／２）ｌ＋ｍ＋（１／２）ｎは自然数であって、ポリマーの重量平均分子量は５０以上である。分子末端基は同一または異なるアリール基、水素基、脂肪族アルキル基、水酸基、トリアルキルシリル基、重水素基、重水素化アルキル基、フッ素基、フルオロアルキル基、または不飽和結合を有する官能基である。）で表されるポリシルセスキオキサンであることを特徴とする請求項９に記載のレーザー発振装置。
【請求項１１】
ポリシルセスキオキサンが、一般式（４）
【化４】
2004179296.tif 000010
（式中、Ｒ１、Ｒ２は同一または異なるアリール基、水素基、脂肪族アルキル基、水酸基、重水素基、重水素化アルキル基、フッ素基、フルオロアルキル基、または不飽和結合を有する官能基である。Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６は同一または異なる水素基、アリール基、脂肪族アルキル基、トリアルキルシリル基、水酸基、重水素基、重水素化アルキル基、フッ素基、フルオロアルキル基、または不飽和結合を有する官能基である。ｎは整数でポリマーの重量平均分子量は５０以上である。）で表される梯子状のポリシルセスキオキサンであることを特徴とする請求項１０に記載のレーザー発振装置。
【請求項１２】
薄膜組成物中に希土類錯体を０．１〜９９．９重量％含有することを特徴とする、請求項１〜１１のいずれかに記載のレーザー発振装置。
【請求項１３】
希土類含有薄膜上に有機エレクトロルミネッセンス膜を積層したことを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載のレーザー発振装置。
【請求項１４】
基板、および該基板上に載置した、所定の励起光を照射することにより蛍光を発する希土類イオン錯体を透明マトリックス中に導入した薄膜を備えることを特徴とするレーザー発振装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定の励起光を照射することにより蛍光を発する希土類錯体を含有する透明マトリックスから成る薄膜を用いて作製したレーザー発振装置に関する。
なお、本発明は光導波路、光増幅器、光波長変換器、光演算素子などにも利用することが可能である。
【０００２】
【従来の技術】
本発明者らは、＋３価の希土類イオン錯体を含有する組成物が優れた発光特性を有することを見出し、これを利用した光機能材料や発光装置の発明を行った（特願２００１−２７２５４７号参照）。＋３価の希土類イオン錯体のうち、＋３価のランタノイドイオン錯体を用いた場合には、＋３価のランタノイドイオンがｆ−ｆ遷移をする際に増幅発光が生じ、特に優れた性能を示すことから、＋３価のランタノイドイオン錯体を含有するポリマーファイバーレーザーや液体レーザー、プラスチック薄膜レーザー等を作製することができると考えられる。
実際、希土類錯体の優れた発光特性を利用して、過去に＋３価のランタノイドイオン錯体を用いてレーザー発振が試みられている（非特許文献１参照）。
【０００３】
【非特許文献１】
「アプライドフィジックスレターズ」（「Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ」）、アメリカ、第５巻、１９６４年、ｐｐ．１７３−１７４
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
非特許文献１の研究報告においては、１７００Ｊと非常に大きなエネルギーを与えることにより＋３価のランタノイドイオン錯体はレーザー発振したことが確認されている。しかし１７００Ｊというエネルギーは大きすぎ、この研究に用いた＋３価のランタノイドイオン錯体を利用したレーザー発振装置を作製することは非現実的である。
本発明はこのような課題を解決するために成されたものであり、その目的とするところは、希土類錯体含有薄膜を用いた、低エネルギー光でレーザー発振するレーザー発振装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために成された本発明に係るレーザ発振装置は、基板、および該基板上に載置した、所定の励起光を照射することにより蛍光を発する＋３価の非対称型希土類イオン錯体を透明マトリックス中に導入した薄膜を備えることを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
レーザー発振のしきい値の大きさは分子構造によって決まる。しきい値ΔＮｔｈは式ΔＮｔｈ＝ΔＮ０／（１＋２ＢρｓＴ）によって表されるため、しきい値を小さくするには、定常状態におけるエネルギー密度ρｓを大きくすればよい。ここでΔＮ０は励起エネルギー、Ｂはアインシュタイン係数、Ｔは反転分布の緩和時間を表す。エネルギー密度ρｓを大きくするには発光量子収率を高くすればよいが、これらは錯体の構造を一般式（１）
【化５】
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または一般式（２）
【化６】
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のような非対称構造にすることで解決できる。
【０００７】
ここで非対称型構造とは、全体の構造が非対称となるような配位子を選択した錯体構造をいい、錯体の構造を非対称とするとｆ−ｆ遷移が許容遷移となることから発光速度が大きくなる。
【０００８】
また、金属錯体構造を低振動型構造として、分子振動が小さくなるように分子設計し、励起された電子の分子振動による失活を抑制することにより、発光量子収率を高めた構造とすることが、より好ましい。金属錯体構造を低振動型構造とすることにより、アインシュタイン係数Ｂを大きくすることができるため、しきい値ΔＮｔｈをより小さくすることができるからである。
【０００９】
一般式（１）および一般式（２）において、Ｌｎは希土類原子を表す。ｎは１または２であり、ｍは１、２、３または４である。Ｘは同一または異なる水素基、重水素基、ハロゲン基（Ｆ，Ｃｌ，Ｂｒ，Ｉ）、Ｃ１〜Ｃ２０の基、水酸基、ニトロ基、アミノ基、スルホニル基、シアノ基、シリル基、ホスホン酸基、ジアゾ基、メルカプト基を示す。Ｙは同一または異なるＣ１〜Ｃ２０の基、水酸基、ニトロ基、アミノ基、スルホニル基、シアノ基、シリル基、ホスホン酸基、ジアゾ基、メルカプト基を表す。Ｚは水素基または重水素基を表す。
【００１０】
Ｃ１〜Ｃ２０の基としては；
＊  直鎖又は分枝を有するアルキル基（ＣｎＨ２ｎ＋１；ｎ＝１〜２０）、およびパーフルオロアルキル基（ＣｎＦ２ｎ＋１；ｎ＝１〜２０）、パークロロアルキル基（ＣｎＣｌ２ｎ＋１；ｎ＝１〜２０）などの直鎖又は分枝を有するパーハロゲン化アルキル基；
【００１１】
＊  直鎖又は分枝を有するアルケニル基（ビニル基、アリル基、ブテニル基）、およびパーフルオロアルケニル基（パーフルオロビニル基、パーフルオロアリル基、パーフルオロブテニル基）、パークロロアルケニル基などの直鎖又は分枝を有するパーハロゲン化アルケニル基；シクロアルキル基（ＣｎＨ２ｎ−１；ｎ＝３〜２０）、およびパーフルオロシクロアルキル基（ＣｎＦ２ｎ−１；ｎ＝３〜２０）、パークロロアルキル基（ＣｎＣｌ２ｎ−１；ｎ＝３〜２０）などの直鎖又は分枝を有するパーハロゲン化アルキル基；シクロアルケニル基（シクロペンチル基、シクロヘキシル基等）、およびパーフルオロシクロアルケニル基、パークロロアルケニル基などのパーハロゲン化アルキル基；
【００１２】
＊  フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基等の芳香族基、およびパーフルオロフェニル基、パーフルオロナフチル基、パーフルオロビフェニル基、パークロロフェニル基、パークロロナフチル基、パークロロビフェニル基などのパーハロゲン化芳香族基；
【００１３】
＊  ピリジル基等のヘテロ芳香族基、およびパーフルオロピリジル基等のパーハロゲン化ヘテロ芳香族基；
【００１４】
＊  ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基、およびパーフルオロベンジル基などのパーハロゲン化アラルキル基；
【００１５】
等を挙げることができる。
【００１６】
ＸおよびＹで示されるＣ１〜Ｃ２０の基は、必要に応じて重水素基、ハロゲン基（Ｆ，Ｃｌ，Ｂｒ，Ｉ）、水酸基、ニトロ基、アミノ基、スルホニル基、シアノ基、シリル基、ホスホン酸基、ジアゾ基、メルカプト基などの置換基で置換されていてもよい。
【００１７】
また、Ｃ１〜Ｃ２０の基の任意の位置のＣ−Ｃ単結合の間に−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＣＯ−を一個または複数個介在させて、エーテル、エステル、ケトン構造としてもよい。
【００１８】
ＸおよびＹがアルケニル基である一般式（１）および（２）の希土類錯体を、必要に応じてエチレン、プロピレンなどのオレフィンおよびハロゲン化オレフィン重合させて高分子希土類錯体としてもよい。
【００１９】
Ｌｎで表される希土類元素としては、Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕなどのランタン系列元素が挙げられ、好ましくはＥｕ，Ｔｂ，Ｙｂ，Ｎｄ，Ｅｒが挙げられる。
【００２０】
ｎは１または２であるが、好ましくは２である。
ｍは１〜４のいずれかであるが、好ましくは３である。
【００２１】
一般式（１）および（２）で表される錯体と重水素化剤を重水素置換反応することにより、Ｚが重水素基Ｄである重水素化錯体が得られる。用いられる重水素化剤は、重水素を含むプロトン性化合物、具体的には、重水、重水素化メタノール、重水素化エタノールなどの重水素化アルコール、重塩化水素、重水素化アルカリなどが挙げられる。反応を促進させるためにトリメチルアミン、トリエチルアミンなどの塩基剤や添加剤を加えてもよい。重水素置換反応は一般式（１）および（２）で表される錯体と重水素化剤を混合することにより得られる。
【００２２】
例えば、一般式（１）のうち、ＸがＨ、ＹがＣＦ３、ＺがＨである、トリス（ヘキサフルオロアセチルアセトナート）ユーロピウム（ＩＩＩ）ビス（トリフェニルホスフィンオキサイド）錯体を重水素化した錯体は、高い蛍光量子収率および大きな発光速度を示す。これは、ヘキサフルオロアセチルアセトナート配位子により金属錯体が低振動型構造となるため、高い発光量子収率が達成されるものである。また、ヘキサフルオロアセチルアセトナート配位子およびフォスフィンオキサイド配位子により非対称構造（スクエアアンチプリズム構造）がつくられ、これによって大きい発光速度が達成される。
【００２３】
希土類錯体を導入する樹脂または無機材料は、励起光が十分透過するようなものであればよく、例えば、ポリイミド、ポリアミド、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリレート、ポリエステル、ポリウレタン、ポリカーボネート、エポキシ樹脂、ポリスチレン、シロキサンポリマー、ゾル−ゲル法により作製されるガラスや無機−有機ハイブリッド材料などを用いることができる。
【００２４】
シロキサンポリマーのうち、一般式（３）
【化７】
2004179296.tif 000005
（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６は同一または異なるアリール基、水素基、脂肪族アルキル基、トリアルキルシリル基、重水素基、重水素化アルキル基、フッ素基、フルオロアルキル基、または不飽和結合を有する官能基である。ｋ、ｌ、ｍ、ｎはいずれも０以上の整数で、２ｋ＋（３／２）ｌ＋ｍ＋（１／２）ｎは自然数であって、ポリマーの重量平均分子量は５０以上である。分子末端基は同一または異なるアリール基、水素基、脂肪族アルキル基、水酸基、トリアルキルシリル基、重水素基、重水素化アルキル基、フッ素基、フルオロアルキル基、または不飽和結合を有する官能基である。）で表されるポリシルセスキオキサンである場合、樹脂がネットワーク構造を形成する。このため、直鎖状のシロキサンポリマーより耐熱性が高いため、デバイス作製時に高温プロセスを必要とするような用途に好適である。ポリシルセスキオキサンが、一般式（４）
【化８】
2004179296.tif 000006
（式中、Ｒ１、Ｒ２は同一または異なるアリール基、水素基、脂肪族アルキル基、水酸基、重水素基、重水素化アルキル基、フッ素基、フルオロアルキル基、または不飽和結合を有する官能基である。Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６は同一または異なる水素基、アリール基、脂肪族アルキル基、トリアルキルシリル基、水酸基、重水素基、重水素化アルキル基、フッ素基、フルオロアルキル基、または不飽和結合を有する官能基である。ｎは整数でポリマーの重量平均分子量は５０以上である。）で表される梯子状のポリシルセスキオキサンである場合、梯子構造により剛直な構造が形成されて、特に耐熱性が高くなるため、高温プロセス用途に好適である。
【００２５】
本発明のレーザー発振装置を用いてレーザー発振させる方法は２つ考えられる。一つは基板上に載置した薄膜に、励起光を線状に照射する手段を用いて励起光を照射する方法である。もう一つは、薄膜を線状の導波路形状に成形することにより、励起光を薄膜中に閉じこめる方法である。
また、レーザー発振装置として使用するためには、光を増幅させるために反射鏡を希土類錯体含有薄膜の端面に設ける等の構成をとる必要がある。
【００２６】
励起光を線状に照射する方法としては、例えばシリンドリカルレンズ２２および凹レンズ２３を用いて、励起光２４を板状に絞った状態で、ガラスやシリコンなどの基板２０上に載置した希土類錯体含有薄膜上に照射する。希土類錯体が励起されることにより発せられた蛍光は薄膜２１の励起光を照射した線状の部分に閉じこめられることから、これをレーザー発振装置として使用することができる（図１，図２）。
【００２７】
また、希土類錯体含有薄膜をパターニングして導波路を作製すれば、励起光を線状に絞らずとも励起光は導波路中に閉じこめられ、希土類錯体含有薄膜をレーザー発振装置として用いることができる。なお、励起光の照射形状は、必ずしも図１および図２のような直線状である必要はなく、光の全反射条件を満たす範囲内でわん曲していてもよい。
【００２８】
通常、パターン形成にはフォトレジストを使用し、薄膜上にフォトレジストを塗布して該レジストを所定の形状にパターニングした後、薄膜に対して所定の試薬で処理を行ったり、ドライエッチングを行うことにより、薄膜のパターニングを行う。しかし、マトリックスとして感光性を有する樹脂を用いた場合は、フォトリソグラフィーによる薄膜への直接パターニングが可能であって、パターン形成の工程を減らすことができる。
このように薄膜をパターニングすることにより、希土類錯体含有薄膜をレーザー発振装置以外にも、発光性コアを有する光導波路として使用したり、光増幅器や光演算素子、光波長変換器として使用することができる。
【００２９】
希土類錯体の励起手段としては、ＬＥＤ、重水素もしくはキセノンもしくはハロゲンランプ、レーザー等を用いることができる。例えばＥｕ（ＩＩＩ）錯体の場合は、所定の配位子を配位させることにより４６５ｎｍ付近にＥｕ３＋のｆ−ｆ遷移に対応する吸収帯を有するため、そのような波長光を発する励起手段を用いることにより、Ｅｕ（ＩＩＩ）錯体を励起しレーザー発振させることができる。
なお、希土類錯体をレーザー発振させる際の光の損失を少なくするために、希土類錯体含有薄膜の周囲にコアよりも屈折率の小さい樹脂組成物または金属から成るクラッド層を設けるのが好ましい。
【００３０】
以上のような構造を有するレーザー発振装置とした場合、＋３価の希土類イオン錯体に限らず、蛍光を発する希土類イオン錯体を用いれば、発せられた蛍光が十分増幅されて、レーザー発振させることが可能であると考えられる。
【００３１】
【発明の効果】
＋３価の希土類イオン錯体を導入した透明マトリックスから成る薄膜を基板に載置し、薄膜上に励起光を線状に照射することにより、希土類イオンが励起されて発せられた蛍光が励起光を照射した線状の部分に閉じこめられる。希土類錯体が非対称構造となるように配位子を選択することにより小さいエネルギー光でもレーザー発振するようになる。
【００３２】
【実施例】
Ｅｕ（ＩＩＩ）錯体（トリス（ヘキサフルオロアセチルアセトナート）ユーロピウム（ＩＩＩ）ビス（トリフェニルフォスフィンオキサイド）錯体）（以下「Ｅｕ（ＨＦＡ−Ｈ）３（ＴＰＰＯ）２」）を含有するマトリックスから成る薄膜によるレーザー発振を行った例を以下に示す。
【００３３】
薄膜はＥｕ（ＨＦＡ−Ｈ）３（ＴＰＰＯ）２とポリスチレンを混合した組成物から成り、Ｅｕ（ＨＦＡ−Ｈ）３（ＴＰＰＯ）２は特許文献１に記載の方法により合成することができる。Ｅｕ（ＨＦＡ−Ｈ）３（ＴＰＰＯ）２は１Ｈおよび１９Ｆ  ＮＭＲ、ＩＲスペクトル、元素分析、Ｘ線構造解析により同定した。
【００３４】
ポリスチレンビーズ１３ｍｇを５ｍｌのシクロヘキサノンに溶解した後、１ｇ（０．１８ｍｍｏｌ）のＥｕ（ＨＦＡ−Ｈ）３（ＴＰＰＯ）２を加え、Ｅｕ（ＨＦＡ−Ｈ）３（ＴＰＰＯ）２を９０．６重量％含有するポリスチレン樹脂溶液とした。これをガラス基板上にスピンコートし、ユーロピウム（ＩＩＩ）錯体含有薄膜を形成した。触針式段差計（ＤＥＫＴＡＫ；Ｓｏｌａｎ社製）により膜厚の測定を行ったところ、１．７１μｍであった。薄膜とガラス基板の屈折率をエリプソメーター（ＥＣ−１０１；ニーク社製）で測定したところ、それぞれ１．５２７と１．５１９であった。この屈折率の違いによりマイクロキャビティ効果が生じ薄膜中でのＥｕ（ＩＩＩ）錯体の発光が可能となっている。
【００３５】
薄膜上に設けられた光導波路に、シリンドリカルレンズ（ｆ＝２００ｍｍ）と凹レンズ（ｆ＝１００ｍｍ）を使用してナノ秒Ｎｄ：ＹＡＧレーザー（５０２ＤＮＳ；ＢＭ  ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ社製，  １０Ｈｚ，  ＦＷＨＭ  ９ｎｓ）の３倍波（３５５ｎｍ）を線状に導入して、Ｅｕ（ＨＦＡ−Ｈ）３（ＴＰＰＯ）２を励起した。発光の様子を図１に示すが、ガラス基板の縁の部分（エッジＡ）から赤色の発光が観察され、ガラス基板上にも発光線（ラインＢ）が観察された。薄膜上の照射および発光線以外の箇所に現れた散乱光Ｃはガラス基板上に現れた発光の線に比べてずっと弱いものであった。発光スペクトルは回折格子（ＳＰ−１５０；Ａｃｔｏｎ社製）およびＣＣＤカメラ（Ｃ５８０９；浜松ホトニクス社製）を備えたフォトニックマルチチャンネルアナライザー（Ｃ５９６７；浜松ホトニクス社製）でも観察することができた。
【００３６】
エッジＡにおける発光スペクトルを図３に示すが、ピークは５８０、５９０、６１５、６５０、７００ｎｍに現れ、これらはそれぞれｆ−ｆ遷移の５Ｄ０→７Ｆ０、５Ｄ０→７Ｆ１、５Ｄ０→７Ｆ２、５Ｄ０→７Ｆ３、５Ｄ０→７Ｆ４に対応するものである。６１５ｎｍの最も強い発光は、電気双極子遷移によるものである。
【００３７】
Ｅｕ（ＨＦＡ−Ｈ）３（ＴＰＰＯ）２のポリマーマトリックス中での量子収率は７５±６％であって、発光速度は１．１×１０−３ｓ−１であった。この値はＮｄ：ＹＡＧと同程度の値であって、これは、錯体構造を非対称型かつ低振動型にすることにより達成されたものである。
【００３８】
エッジＡからの発光は、ディテクター（フォトマルチプライアー  Ｒ９２８；浜松フォトニクス社製）の正面に設置したローカット光フィルター（Ｌ−３９；東芝ガラス社製，  λ＞３６５ｎｍ）およびモノクロメーター（Ｈ２０  Ｖｉｓ；Ｊｏｂｉｎ  Ｙｖｏｎ社製）によりフィルタリングした。フォトマルチプライアーは励起パルスに同調したデジタルオシロスコープ（ＴＤＳ５４０；ソニーテクトロニクス社製）でモニタリングした。
【００３９】
Ｅｕ（ＨＦＡ−Ｈ）３（ＴＰＰＯ）２含有薄膜のエッジＡにおける発光減衰を図４に示す。最も弱い励起光強度である０．０１ｍＪのときのエッジＡからの発光寿命は０．６５０ｍｓで、この値は散乱光Ｃの発光寿命（０．６６０ｍｓ）とほぼ一致する。０．１ｍＪより大きい励起光強度の場合の発光減衰は、通常成分（０．６５０ｍｓ）と速い成分（０．０８３ｍｓ）から成る。励起光強度を強くするにつれて速い成分が増えることが、０．０１ｍＪのときの発光減衰のグラフと比較することによりわかる。
なお、この速い成分はエッジＡおよびラインＢから観察された。
【００４０】
励起光強度が１０ｍＪの時のエッジＡ、ラインＢ、散乱光Ｃの発光減衰を示すグラフを図５に示すが、散乱光Ｃの減衰形は図４における０．０１ｍＪの時のエッジＡからの発光減衰とほぼ同じ軌跡を描いた。
これらの観察から、マイクロキャビティ効果により速い成分が生じ、これはＥｕ（ＩＩＩ）錯体からの増幅自発発光によるものであることがわかる。
【００４１】
励起光強度とエッジＡにおけるＥｕ（ＨＦＡ−Ｈ）３（ＴＰＰＯ）２含有薄膜の全発光強度に対する増幅自発発光成分の割合の関係を図６に示すが、増幅自発発光成分の割合は励起光強度が大きくなるにつれて増加している。また、このグラフより、レーザー発振のしきい値は０．０５ｍＪ程度であることがわかる。
【００４２】
Ｅｕ（ＨＦＡ−Ｈ）３（ＴＰＰＯ）２を用いれば、弱い励起光でレーザー発振することがわかったが、ランタノイド元素はきわめてよく似た化学的・物理的性質を有することから、ユーロピウム以外のランタノイド錯体を用いても、同様の現象が生じると考えられる。
【００４３】
希土類含有薄膜上に有機エレクトロルミネッセンス（以下「有機ＥＬ」）膜を積層すると、電子入力により有機ＥＬが発光する（光変換される）ため、この発光を励起光とするレーザー発振装置を作製することが可能である。
【００４４】
透明マトリックスに感光性をもたせて感光性マトリックスとすれば、フォトマスクを使用して膜のパターニングが可能であり、導波路レーザー等を容易に作製することができる。シリコン基板上に導波路レーザーを作製すれば、光コンピュータのデバイスとして使用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】励起光を入射したＥｕ（ＨＦＡ−Ｈ）３（ＴＰＰＯ）２含有薄膜の発光図
【図２】希土類錯体含有薄膜に励起光を照射する一実施例
【図３】Ｅｕ（ＨＦＡ−Ｈ）３（ＴＰＰＯ）２含有薄膜のエッジＡにおける発光スペクトル
【図４】Ｅｕ（ＨＦＡ−Ｈ）３（ＴＰＰＯ）２含有薄膜のエッジＡにおける発光減衰図
【図５】励起光強度１０ｍＪのときの、エッジＡ、ラインＢ、散乱光Ｃの発光減衰図
【図６】励起光強度とエッジＡにおけるＥｕ（ＨＦＡ−Ｈ）３（ＴＰＰＯ）２含有薄膜の増幅自発発光成分の割合の関係図
【符号の説明】
１０…エッジＡ
１１…ラインＢ
１２…散乱光Ｃ
２０…基板
２１…希土類錯体含有薄膜
２４…励起光
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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