PQ：DMNA/PMMA化學分析量測

從質譜圖我們可以得知樣品在曝光之後是否有新的產物出現，我們使用紅光雷射 647nm曝照我們的樣品，其能量密度為 247W/cm²。圖 4-16是未曝光PQ：DMNA/PMMA

圖 4-14 全像圖案儲存記錄實驗裝置圖

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圖 4-15 全像光學圖案記錄實驗(a)原始影像(b)重建影像

感光高分子的質譜圖，曝光前仍可以看到 MMA、DMNA、PQ 的分子量訊號峰。樣 品曝光後的質譜在圖 4-17，從圖中可以看出 PQ 分子己經消耗，DMNA 的訊號峰還在。

另外也發現有三個新形成的訊號峰，PQ-MMA 的 308 特性訊號峰存在著[155]，332 特性 訊號峰是 DMNA-DMNA；另一個特性訊號峰 373 是 PQ-DMNA。

之前的研究提出使用綠光雷射 532nm 曝照 PQ：DMNA/PMMA 感光高分子，DMNA 並不 會與 PQ 和 MMA 反應[138]，為了更清楚探討 332 這個特性訊號峰，把 PQ：DMNA/PMMA 感光高分子用 532nm 雷射曝照其曝光能量與紅光雷射 647nm 相同，其結果在圖 4-18。

從圖 4-18 的結果發現有兩個特性訊號峰，PQ-MMA 的特性訊號峰和 DMNA-DMNA332 特性訊號峰。這可能是雷射的曝光能量很高，使 DMNA 分子形成分子間的鍵結；而在圖 4-16 中發現並沒有 PQ-DMNA 這個特性訊號峰。

再者，之前的研究提出 DMNA 的 second harmonic generator(SHG)訊號被測量在不同 的基材（host）上[158,159]，基材（host）的骨幹（framework）並不會影響到 DMNA 的

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SHG

0 100 200 300 400 500

MMA

PQ

PQ:DMNA/PMMA unexposure

243

72

0 100 200 300 400 500

m/z

164.1

178.1 332.3

532nm-PQ:DMNA/PMMA

PQ+MMA DMNA+DMNA

100

圖 4-18 PQ：DMNA/PMMA 樣品使用 532nm 雷射曝光的質譜圖

活性，SHG 活性是與 DMNA 分子的排列有關係，分子間鍵結扮演了很重要的角色來決定 有機晶體的分子順向性(oriebtation)。在我們的模型（matrix），藉由高能量的紅光雷射 647nm 曝照 PQ：DMNA/PMMA 感光高分子，其可能會誘導雜亂的分子產生鍵結跟排列；

而 DMNA 分子開始排列，形成分子間鍵結且具有偶極矩，產生二次 SHG。因此，使用 647nm 雷射曝光我們的感光高分子，DMNA 分子會產生規則的排列並有 SHG 的效應；而

此 SHG 的效應只存在分子與分子之間並使 647nm 的波長轉變成 323.5nm 進而與 PQ 分 子產生反應。

X 光光電子能譜儀分析（XPS）

我們進一步使用XPS針對曝光後PQ：DMNA/PMMA感光高分子進行元素分析， 圖

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4-19 為曝光前後PQ：DMNA/PMMA感光高分子氮元素組成能譜圖，從圖中可清楚的看 見 401 eV與 404.5 eV兩個位置的波峰，分別為DMNA分子上的N 與 NO2 [160-163]，而曝光

與未曝光的兩張圖譜對照發現，在DMNA分子官能基–NC₂H6組成位置是一致的，而–

NO2的波峰在曝光後會分裂出兩個小的波峰，因此說明了DMNA分子是–NO₂

4.6 小結

官能基參予 反應。

在本章節中我們發現了一個有趣的現象，DMNA：PQ/PMMA 感光高分子可以用紅 光雷射 647nm 進行全像記錄其繞射效率最大值～43％，對 2mm 厚的 DMNA：PQ/PMMA 感光高分子使用紅光雷射 647nm 記錄，其布拉格角度選擇率也非常接近理論預測的 sinc 平方函數；全像光學圖案具有非常好的重建影像品質。這些實驗結果都說明了 DMNA：

PQ/PMMA 感光高分子其材料敏感度延伸到原本單波長全像記錄不敏感的紅光波段，這

個材料也可利於應用在較長波段的體積全像應用上。並使用雙波長全像記錄來解釋我們 的假說，當紅光雷射 647nm 曝照 DMNA：PQ/PMMA 感光高分子，DMNA 本身會產生二 倍頻的效應（二倍頻的效應只存在分子與分子之間 647/2=323.5）；在 325nm 光閘光源 曝照下，樣品材料對 647nm 的繞射效率提升到～52％且其敏感度也增加，用此來說明 DMNA 本身對 UV 光會有反應。另外，我們也利用質譜儀與 XPS 提供證據說明了在紅光

雷射 647nm 曝照 DMNA：PQ/PMMA 感光高分子，PQ 與 DMNA 會產生反應。

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408 406 404 402 400 398 396 394

Intenisty (a. u.)

Binding Energy (eV) (a)

408 406 404 402 400 398 396 394

(b)

Intenisty (a. u.)

Binding Energy (eV)

圖 4-19 PQ：DMNA/PMMA 樣品子 N 1s 之 XPS 能譜圖（a）未曝光 (b)己曝光

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