專利名稱：染料、染料溶液和使用它們的多光子吸收反應(yīng)材料、反應(yīng)產(chǎn)物、多光子吸收反應(yīng)材料、金納 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及染料、染料溶液和使用該染料及染料溶液的多光子吸收反應(yīng) 材料、反應(yīng)產(chǎn)物、多光子吸收反應(yīng)材料、金納米棒和金納米棒的制造方法。
背景技術(shù)：
眾所周知，當利用多光子吸收過程中的一種即雙光子吸收反應(yīng)時，可以 通過使用聚焦光束僅僅在聚焦點引發(fā)反應(yīng)，因為該反應(yīng)是通過對應(yīng)于激發(fā)光 強度的平方的吸收而引發(fā)的，這是雙光子吸收反應(yīng)的特性。換句話說，由于可以在隨機的所需點引發(fā)反應(yīng)，并且還可以僅僅在作為 聚焦點中心的、光強度高的部分引發(fā)光反應(yīng)，因此已經(jīng)對超過衍射限制的過 程記錄提出了期望。然而，由于以雙光子吸收反應(yīng)為代表的多光子吸收反應(yīng)的極小的吸收截 面積，因此存在以下問題，即必須通過昂貴且具有顯著高的峰值功率的大脈 沖激光源如飛秒激光器來引發(fā)激發(fā)。因此，非常需要開發(fā)一種具有高靈敏度的多光子吸收材料，它不需要大 脈沖的激光器，并且可以通過例如激光二極管引發(fā)反應(yīng)，從而促進充分利用 了多光子吸收反應(yīng)的優(yōu)異特性的應(yīng)用普及。同時，作為基于光學原理的單光子吸收過程的敏化(sensitizing)方法，已 知以下方法，該方法中對極少量的材料的光學評估和測量通過使用在金屬表 面上激發(fā)的增強表面等離子體場來進行。當應(yīng)用表面等離子體(surface plasmon)顯微鏡時，例如，已經(jīng)提出一 種方法(專利文獻1)，其中超薄的膜(在距表面約100nm或更低的有限區(qū)域 內(nèi)產(chǎn)生增強表面等離子體場(enhanced surface plasmon field ))被用作樣品， 所述超薄的膜被布置在高折射率的介質(zhì)上形成的薄金屬膜上。而且，還已知一種使用通過金屬微粒激發(fā)的增強表面等離子體場的測量 技術(shù)。在這種技術(shù)中，觀察到的測量區(qū)域局限于距金屬微粒100nm或更低的
周圍區(qū)域，與專利文獻1中公開的技術(shù)相似，并且高靈敏度的觀察是通過觀 察顆粒表面上吸收的樣品進行的。作為選擇可用于觀察的波長的方法，通過球形核殼結(jié)構(gòu)調(diào)諧共振波長的方法也是已知的(專利文獻2)。進一步，還公開了一種包括多光子過程的高靈敏的觀察方法(專利文獻 3),所述多光子過程使用排布在微腔內(nèi)的聚集的納米顆粒。同時，作為產(chǎn)生增強表面等離子體場的手段，使用金納米棒而不是上述 金屬微粒的技術(shù)近年來在進行研究。約5^nm到紅外(大約1100應(yīng))區(qū)域的材料。專利文獻4中公開了一種金納米棒的示例性制造方法，通過該方法，金然而，對于薄膜上的增強作用，在專利文獻l中公開的技術(shù)的試樣局限 于薄金屬膜上的超薄的膜，并且表面等離子體增強的可應(yīng)用的區(qū)域取決于薄 金屬膜的形式和光學系統(tǒng)的排布，并且難以在如三維過程的應(yīng)用中使用。而且，上述專利文獻2公開的技術(shù)使用在顆粒如金屬微粒周圍產(chǎn)生的增 強表面等離子體場，并且與專利文獻1中公開的方法相比，改進了增強場產(chǎn) 生的配置方面的靈活性。然而，也限制了產(chǎn)生增強場的點，因為通過產(chǎn)生增 強表面等離子體場的顆?？梢赃M行高靈敏的反應(yīng)和檢測，該表面等離子體場對于上述專利文獻3中公開的技術(shù)，增強場的應(yīng)用也受到限制，因為， 作為產(chǎn)生增強表面等離子體場的手段，聚集的納米顆粒被排布在被稱為微腔 的閉合的納米空間內(nèi)。關(guān)于上述專利文獻4中公開的技術(shù)，對于可以調(diào)諧波長的增強表面等離 子體場的產(chǎn)生手段來說，選擇激發(fā)波長的靈活度得到了改進；然而，在激發(fā) 源和反應(yīng)材料的排布中仍然出現(xiàn)問題。[專利文獻l]日本專利申請?zhí)卦S公開(JP-A)No,2004-156911[專利文獻2] JP-ANo.2001-513198[專利文獻3] JP-A No.2004-530867[專利文獻4] JP-ANo.2005-68447
發(fā)明內(nèi)容通過本發(fā)明，提供了使用增強表面等離子體場作為多光子吸收反應(yīng)的敏化(sensitizing)方法的組成(compostition )，并且進一步提供了增強表面等離 子體場在聚集點的平面分布中以及三維空間的任意點中是可利用的組成。本 發(fā)明的目的是提供一種使用多光子吸收材料的染料，還提供染料溶液、由 多光子吸收材料制成的金納米棒(gold nanorod)和使用上述組成的金納米 棒的制造方法，其中所述多光子吸收材料可作為具有前所未有的高靈敏度的 本體(bulk)被利用。解決上述問題的手段如下<1>一種染料，包含金屬微粒和部分涂覆的微粒中的一種，和多光子 吸收材料，其中該金屬微粒產(chǎn)生增強表面等離子體場，并且該部分涂覆的微 粒用產(chǎn)生增強表面等離子體場的金屬部分涂覆。<2>上述<1>項所述的染料，其中微粒的最外表面用絕緣層涂覆。 <3>上述<1>和<2>項所述的染料，其中該微粒是各向異性的。 <4>上述<1>和<3>項所述的染料，其中該微粒是金納米棒。 <5>—種染料溶液，包含染料和溶劑，其中該染料是上述<1>和<4〉項所 述的染料。<6>—種多光子吸收反應(yīng)材料，包含染料和染料溶液中的一種，其中該 染料是上述<1〉和<4〉項所述的染料，并且該染料溶液是上述<5>項所述的染 料溶液。<7>—種反應(yīng)產(chǎn)物，包含染料和染料溶液中的一種，其中該染料是上述 0和〈4〉項所述的染料，并且該染料溶液是上述<5>項所述的染料溶液。<8>—種多光子吸收反應(yīng)助劑，包含染料和染料溶液中的一種，其中該 染料是上述<1>和<4>項所述的染料，并且該染料溶液是上述<5>項所述的染 料溶液。<9>一種金納米棒的制造方法，包括通過向水和油基溶劑添加表面活 性劑來還原金納米棒以形成膠束，和通過在金納米棒的分散狀態(tài)中提供硅烷 偶聯(lián)劑來產(chǎn)生包含核殼結(jié)構(gòu)的金納米棒。<10>上述<9>項所述的金納米棒的制造方法，其中，在金納米棒的分散 狀態(tài)中，通過添加溶于有機溶劑的不溶于水的染料，將染料分散在膠束中金 納米棒附近。 <11>上述<10>項所述的金納米棒的制造方法，其中通過從金納米棒的 分散體液體中蒸發(fā)油基溶劑并且將染料沉積在金納米棒上來形成金納米棒 和染料的多層結(jié)構(gòu)。<12〉上述<11〉項所述的金納米棒的制造方法，其中金納米棒和染料的多層結(jié)構(gòu)的表面用硅烷偶聯(lián)劑涂覆。< 13>由金納米棒制造方法所獲得的金納米棒，其中該金納米棒是通過金 納米棒的制造方法制造的，并且該金納米棒的制造方法是上述<9>和<12〉項 所述的金納米棒的制造方法。<14>一種金納米棒的制造方法，包括通過向水和油基溶劑添加表面活 性劑來還原金納米棒以形成膠束，和在金納米棒的分散狀態(tài)中通過提供硅烷 偶聯(lián)劑來形成核殼結(jié)構(gòu)。<15>上述<14〉項所述的金納米棒的制造方法，其中在金納米棒的分散 狀態(tài)中通過添加溶于有機溶劑的不溶于水的染料以將染料分散在膠束中金 納米棒附近，并且通過蒸發(fā)有機溶劑以及將染料沉積在金納米棒的表面上， 形成金納米棒和染料的多層結(jié)構(gòu)。<16>上述<14>項所述的金納米棒的制造方法，其中金納米棒和染料的 多層結(jié)構(gòu)的表面還用硅烷偶聯(lián)劑涂覆。<17〉一種包含核殼結(jié)構(gòu)的金納米棒，其中該核殼結(jié)構(gòu)是通過上述<14> 和< 16>項所述的金納米棒的制造方法制造的。< 18>—種包含金納米棒的多光子吸收反應(yīng)材料，其中該金納米棒包含上 述<17>項所述的核殼結(jié)構(gòu)。<19>一種包含金納米棒的反應(yīng)產(chǎn)物，其中該金納米棒包含上述<17>項 所述的核殼結(jié)構(gòu)。<20〉一種包含金納米棒的多光子吸收反應(yīng)助劑，其中該金納米棒包含上 述<17>項所述的核殼結(jié)構(gòu)。


圖1A是三維多層光存儲器的記錄/讀取系統(tǒng)的示意圖。 圖1B是顯示三維記錄介質(zhì)的截面示意圖。 圖2是表示可用于雙光子光學成形方法的裝置的示意圖。 圖3是表示雙光子激發(fā)激光掃描顯微鏡的基本組成的示意圖
圖4表示激發(fā)光強度和雙光子熒光強度之間的相關(guān)性(涂覆了 Si02的金 納米棒的情況下)。圖5表示激發(fā)光強度和雙光子熒光強度之間的相關(guān)性(未涂覆Si02的金納米棒的情況下)。圖6表示激發(fā)光強度和雙光子熒光強度之間的相關(guān)性(涂覆了 Si02的球形金微粒的情況下)。圖7表示激光強度和雙光子熒光強度之間的相關(guān)性(未涂覆Si02的微粒 的情況下)。圖8表示樣品溶液的吸收光語。
具體實施方式
(染料和染料溶液) 本發(fā)明的染料包含產(chǎn)生增強表面等離子體場的金屬微粒和至少部分 用產(chǎn)生增強表面等離子體場的金屬涂覆的微粒中的 一 種，和多光子吸收材 料，并且進一步包括根據(jù)需要的其它組分?？梢酝ㄟ^使用上述染料，獲得高靈敏度的多光子吸收材料。該染料可以 是結(jié)合有溶劑的染料溶液的形式。本發(fā)明的多光子吸收材料的可應(yīng)用的結(jié)構(gòu)將在下面具體解釋。-使用本發(fā)明的多光子吸收材料尤其是雙光子吸收材料的三維多層光存 儲器的應(yīng)用-近年來，網(wǎng)絡(luò)如因特網(wǎng)和高清晰電視正在迅速普及。從高清晰度電視(HDTV)方面來看，甚至是50GB或更高的容量對消費 者來說也是優(yōu)選的，并且，尤其是對用于容易且廉價地記錄100GB或更高 的圖像信息的大容量記錄介質(zhì)的需求日益增加。而且，對于工業(yè)用途如電腦備份和廣播備份，需要能以高速度廉價地記 錄約1TB或更高的大容量信息的光學記錄介質(zhì)。即使縮短了記錄和讀取波長，現(xiàn)有雙光子光學記錄介質(zhì)如DVD士R等 的容量也至多為約25GB，并且，普遍但心不能充分滿足今后更大容量的需 求。在上述的情況下，三維光學記錄介質(zhì)作為高密度、大容量記錄介質(zhì)而引 起關(guān)注。 三維光學記錄介質(zhì)通過在三維(層厚度)方向上的在數(shù)十層和數(shù)百層中 進行記錄，實現(xiàn)了超高密度、超大容量的記錄，其是現(xiàn)有二維記錄介質(zhì)的數(shù) 十倍和lt百倍。必須可以在三維(層厚度)方向中訪問任意的點以寫入數(shù)據(jù)從而提供上 述三維光學記錄介質(zhì)，實現(xiàn)目的的手段包括使用雙光子吸收材料的方法和使 用全息術(shù)(干涉)的方法。使用雙光子吸收材料的三維光學記錄介質(zhì)可以基于物理原理以數(shù)十和數(shù)百倍進行比特記錄，并且可以進行更高密度的記錄；因此，它確實是超高 密度、大容量的光學記錄介質(zhì)。對于使用雙光子吸收材料的三維光學記錄介質(zhì)，已經(jīng)提出如下方法熒 光材料用于記錄和讀取，并且通過使用熒光來進行讀取的方法(JP-A No.2001-524245和JP-A No.2000-512061),和通過使用光致變色化合物的吸 收或通過使用熒光來進行讀取的方法(JP-A No.2001-522119和JP-A No.2001-508221)。然而，無論在哪個三維光學記錄介質(zhì)的方案中，雙光子吸收材料都沒有 被具體說明或者僅僅是被抽象地描述，并且雙光子吸收化合物的實例具有極 小的雙光子吸收效率。間記錄的非破壞性讀取、存儲性能和讀取中的S/N比中形成實際問題，這些:技術(shù)沒有作為光學記錄介質(zhì)的實際用途。尤其是在長時間記錄的非破壞性讀取和儲存性能方面，優(yōu)選通過使用可 逆的材料改變反射率(折射率或吸光率)或發(fā)射強度來進行讀取，然而，沒有 具體公開具有上述特征的雙光子吸收材料的實例。而且，在JP-A No.6-28672和JP-A No.6-118306中公開了通過折射率調(diào) 制進行三維記錄的記錄裝置、讀取裝置和讀取方法。然而，在這些文獻中沒 有公開涉及了使用雙光子吸收的三維光學記錄材料的方法的技術(shù)。應(yīng)，以便在光輻射期間通過非可重寫的方法來調(diào)制激光聚焦點(記錄)部分和 非聚焦點(未記錄)部分之間的發(fā)射強度，則可以以極高的立體分辨率在三維空間中的任意點中引發(fā)發(fā)射強度調(diào)制，使其可應(yīng)用于三維光學記錄介質(zhì)，這 被認為是最高密度的記錄介質(zhì)。10
而且，由于它是不可逆的材料，并且可以非破壞性讀??；適當?shù)膬Υ嫘阅芸梢垣@得并且可以用于實際應(yīng)用。然而，已經(jīng)被認為可利用的雙光子吸收化合物具有花費較長的記錄時間 的缺點，因為雙光子吸收功率低并且需要功率極高的激光器作為光束源。對 于在三維光學記錄介質(zhì)中的用途，尤其需要開發(fā)雙光子吸收三維光記錄材 料，它可以通過使用雙光子吸收的發(fā)射功率中的差異進行高靈敏度的記錄， 從而實現(xiàn)迅速的輸送速率。為了該目的，以下材料是有效的，該材料包括能光子吸收化合物的激發(fā)狀態(tài)的某種方法使雙光子吸收光記錄材料的發(fā)射功 率產(chǎn)生差異的記錄元件，然而，這種材料在以前還沒有被公開，而且希望開 發(fā)這種材料。本發(fā)明提供一種雙光子吸收光學記錄和讀取方法，該方法使用多光子吸 收材料，具體而言是利用雙光子吸收材料的雙光子吸收而進行記錄，并且通 過在用光照射記錄材料之后檢測發(fā)射強度中的差異或通過檢測折射率變化 引起的反射率變化而進行讀取，并且還提供可以進行這種記錄和讀取的雙光 子吸收光記錄材料。而且，提供使用上述材料的多(雙)光子吸收三維光記錄材料和多(雙)光 子吸收三維光學記錄和讀取方法。多(雙)光子吸收光學材料可以通過使用自涂機、輥涂機或棒涂機在基底多(雙)光子吸收光記錄材料。上述基底可以是給定的天然或合成的載體中的任何一種，并且優(yōu)選的是 柔韌性的或剛性的膜、片材或板材。優(yōu)選實例包括聚對苯二曱酸乙二醇酯、有樹脂底層的(resin subbed)聚對 苯二曱酸乙二醇酯、火焰或靜電放電處理的聚對苯二曱酸乙二醇酯、醋酸纖 維素、聚碳酸酯、聚曱基丙烯酸曱酯、聚酯、聚乙烯醇、玻璃等。此外，也可以使用預先提供有用于尋道或?qū)ぶ沸畔⒌膶虿鄣幕?。當使用?雙)光子吸收光學材料制備多(雙)光子吸收光記錄材料時，在 干燥過程中通過蒸發(fā)除去用過的溶劑。蒸發(fā)去除可以通過加熱和減壓中的任何 一 種來進行。而且，可以在多(雙)光子吸收光記錄材料上形成保護層(中間層)作為氧 阻斷層或用于阻止層間串擾。可以使用聚烯烴如聚丙烯和聚乙烯、聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、聚乙烯醇、 聚對苯二曱酸乙二醇酯或塑料膜如玻璃紙膜來形成保護層(中間層)，或者可以使用靜電吸附或使用擠壓機的層壓層將板材結(jié)合在一起，或者也可以施用 上述聚合物的溶液。還可以通過將玻璃板結(jié)合在一起來形成保護層。而且，為了改進氣密性，在保護層和光敏膜之間和/或基材和光敏膜之 間也可以具有粘合劑或液體材料。進一步，可以預先在光敏膜之間的保護層(中間層)上提供用于尋道或?qū)?址信息的導向槽。它聚焦在上述三維多層光學記錄介質(zhì)的任意層上時通過進行記錄和讀 取起到本發(fā)明的三維記錄介質(zhì)的作用。而且，盡管層之間的邊界沒有被保護 層(中間層)標記，但由于多(雙)光子吸收染料的特性，它能夠在深度方向上 進^亍三維記錄。在下文中，將描述三維多層光存儲器的優(yōu)選實施方式，作為本發(fā)明的三 維記錄介質(zhì)的實例。本發(fā)明不局限于這些實施方式，并且可以是任何其它組成(composition),只要它能進行三維記錄(在平面和層厚度方向中進行記錄)。 三維多層光存儲器的記錄/讀取系統(tǒng)的示意圖在圖1A中示出，而三維記錄介質(zhì)的截面示意圖在圖1B中示出。將參考圖1A解釋該系統(tǒng)的記錄方法的簡要概述。由用于記錄的激光源51 (例如，高功率的脈沖激光源)發(fā)射的記錄激光 束通過物鏡55聚焦在三維記錄介質(zhì)10上。在焦點處，通過雙光子吸收進4亍記錄。然而，由于平方效應(yīng)(square effect),通過雙光子吸收進行的記錄并不在除焦點以外的地方進行，因為如 上所述輻射功率較低。換句話說，可以進行選擇性的記錄。接下來，從用于讀取的激光源52(它的功率沒有記錄光束的功率高，并 且激光二極管也是有效的)發(fā)射的激光束聚焦在三維介質(zhì)10上用于讀取。從每一層產(chǎn)生的信號光通過點檢測器檢測，該檢測器由針孔53和檢測 器54組成，并且利用共焦點顯微鏡的原理選擇性地4全測來自于特定層的信 三維記錄/讀取可以通過上述裝置結(jié)構(gòu)和操作的方式來進行。如圖1B所示的三維記錄介質(zhì)IO具有以下結(jié)構(gòu)，其中50層均使用多(雙) 光子吸收化合物的記錄層11,和用于防止串擾的中間層(保護層)12被交替 設(shè)置在平坦的載體(基底l)上，并且各層通過旋涂形成。記錄層11的厚度優(yōu)選為O.Ol(im到0.5pm，并且中間層12的厚度優(yōu)選 為0.1,到5|im。在上述結(jié)構(gòu)的情況下，可以用與已知CD和DVD相同的盤尺寸，以兆 兆字節(jié)級進行超高密度的光學記錄。而且，與基底1相似的基底2 (保護層)或由高反射率材料形成的反射膜 在記錄層11處于中間的情況下在相對側(cè)上形成，根據(jù)數(shù)據(jù)的讀取方法(透射 或反射類型)。在記錄位3的形成期間使用極短的、飛秒級的脈沖光的單光束(圖1B中 的激光束L)。也可以使用與用于數(shù)據(jù)記錄的光束不同波長的光，或具有相同波長的低 輸出功率的光。記錄和讀取可以逐點或逐頁進行，并且使用表面光源或二維檢測器的并 行記錄/讀取對加速輸送速率是有效的。同時，根據(jù)本發(fā)明相似地形成的三維多層光存儲器的實施方式包括卡 狀、板狀、帶狀和鼓狀構(gòu)型。-雙光子光學成形材料的應(yīng)用，其中雙光子吸收材料用作多光子吸收材料-圖2示出對其應(yīng)用使用雙光子吸收材料的雙光子光學成形方法的裝置 的示意圖。圖2的裝置裝備有近紅外線脈沖束源21、快門23、 ND濾光器24、鏡 面掃描儀25、 Z臺26、透鏡27、計算機28、可光學固化的樹脂液體29和 光學成形的物體30。用于形成任意三維組成的雙光子微光學成形方法(two-photon micro-optical modeling method )是通過以下進4亍的在由近紅外線月永沖光束 源21產(chǎn)生的激光束經(jīng)過鏡面掃描器25之后使用透鏡掃描聚焦在可光學固化 的樹脂29上的激光點；以及通過引發(fā)雙光子吸收來僅僅使聚焦點附近的樹 脂固化。
脈沖激光束通過透鏡聚焦從而在聚焦點附近形成具有高光子密度的區(qū) 域。此時，通過光束的各橫截表面的光子總量是恒定的；因此，當在聚焦平 面內(nèi)二維掃描光束時，在各橫截表面上的光強度的總和也是恒定的。然而，由于雙光子吸收的概率與光強度的平方成正比，因此僅僅在具有 高光強度的聚焦點附近形成雙光子吸收概率高的區(qū)域。如上所述，通過透鏡將脈沖激光束聚焦以引發(fā)雙光子吸收，可以將光學 吸收限制在聚焦點附近，從而精確地固化樹脂。因為聚焦點可以通過Z臺26和^f企流計鏡的方式在可光學固化的樹脂液 體29中自由移動，因此可以在可光學固化的樹脂液體29中自由地形成所需 的三維產(chǎn)品。雙光子光學成形方法具有以下特點。(a) 超過衍射限制的分辨率可以通過針對雙光子吸收光強度的非線性實 現(xiàn)超過光學衍射限制的分辨率。(b) 超高速成形當使用雙光子吸收時，可光學固化的樹脂基本上不會 在除了聚焦點以外的區(qū)域中固化。因此，可以通過提高輻射的光強度來加速 光束的掃描速度。因此，成形速度可以提高到約十倍。(c) 三維過程可光學固化的樹脂對引發(fā)雙光子吸收的近紅外光是透明 的。因此，當聚焦光束深入樹脂聚焦時，還可以進行內(nèi)部固化?，F(xiàn)有SIH帶 來的問題，即當光束深入聚焦時因光吸收引起聚焦點的光強度降低而導致內(nèi) 部固化困難，必定可以根據(jù)本發(fā)明解決。(d) 高產(chǎn)卑現(xiàn)有方法存在由于樹脂的粘度或表面張力引起的成形產(chǎn)物 斷裂或變形的問題，然而，根據(jù)本發(fā)明，這些問題由于成形在樹脂內(nèi)部進行 而得到解決。(e) 大規(guī)模生產(chǎn)的應(yīng)用可以通過使用超高速成形在短時間內(nèi)連續(xù)制造許 多零件或可移動的主體。用于雙光子光學成形的可光學固化的樹脂29具有以下特點通過光輻 射引發(fā)雙光子聚合反應(yīng)，并且使自身從液態(tài)變成固態(tài)。主要成分是由低聚物和反應(yīng)性稀釋劑組成的樹脂組分和光聚合作用引 發(fā)劑(根據(jù)需要包括光敏材料)。所述低聚物是具有聚合度為約2到20的聚合物，它具有許多未端反應(yīng) 性基團。 而且，添加反應(yīng)性稀釋劑以便調(diào)節(jié)粘度和固化性能。當照射激光束時，聚合引發(fā)劑或光敏材料進行雙光子吸收，從而直接從 聚合引發(fā)劑或通過光敏材料產(chǎn)生反應(yīng)性物質(zhì)，并且通過與低聚物的反應(yīng)性基 團和反應(yīng)性稀釋劑的反應(yīng)來引發(fā)聚合。然后，這些反應(yīng)性基團之間發(fā)生鏈式聚合反應(yīng)，從而形成三維交聯(lián)，并 且它在短時間內(nèi)成為具有三維網(wǎng)絡(luò)的固態(tài)樹脂?？晒鈱W固化的樹脂用于以下領(lǐng)域，如可光學固化的油墨、光學粘附結(jié)合(adhesion bond)和層壓的三維成形，并且已經(jīng)開發(fā)了具有各種性能的樹脂。 尤其是對于層壓的三維成形，(l)適當?shù)姆磻?yīng)性、(2)固化期間較小的體積減少、和(3)固化之后優(yōu)異的機械性能都是重要的。這些性能對于本發(fā)明也是重要的，因此，開發(fā)用于層壓三維成形的并且具有雙光子吸收性能的樹脂也可以用作用于本發(fā)明的雙光子光學成形的可光學固化的樹脂。經(jīng)常使用的具體實例包括丙烯酸酯基和環(huán)氧基可光學固化的樹脂，并且 尤其優(yōu)選尿烷丙烯酸酯基可光學固化的樹脂?，F(xiàn)有技術(shù)中已知的有關(guān)光學成形的技術(shù)在JP-A No.2005-134873中公開。這是一種在沒有掩模的情況下用脈沖激光束進行光敏聚合物膜表面的 干涉曝光的技術(shù)。重要的是使用具有可以使光敏聚合物膜產(chǎn)生光敏特性的波長范圍的脈 沖激光束。由此，可以根據(jù)光敏聚合物或基團的類型. 的區(qū)域類型來合適地選擇脈沖激光束的波長范圍尤其是，即使當從光源發(fā)射出的脈沖3 聚合物膜的光敏特性的波長范圍內(nèi)時，也可以在照射脈沖激光束時通過經(jīng)歷 多層吸收過程來產(chǎn)生光敏聚合物膜的光敏特性。具體地說，如果從光源照射聚焦的脈沖激光束，則發(fā)生多光子的吸收(例 如雙光子、三光子、四光子、五光子等的吸收)，并且光敏聚合物膜實際上 接受可以產(chǎn)生光敏聚合物膜的光敏特性的波長范圍內(nèi)的脈沖激光束，即使從 光源照射的脈沖激光束的波長不能落在可以產(chǎn)生光敏聚合物膜的光敏特性 的波長范圍內(nèi)。
如上所述，用于干涉曝光的脈沖激光束可以是具有可以實際上產(chǎn)生光敏 聚合物膜的光敏特性的波長范圍的脈沖激光束，并且該波長可以根據(jù)輻射條 件合適地選擇。例如，通過具有光敏材料作為本發(fā)明的雙光子吸收材料、將該材料分散 在可紫外線固化的樹脂中以產(chǎn)生光敏固態(tài)物質(zhì)、并且利用通過采用該光敏固 態(tài)物質(zhì)的雙光子吸收能力僅僅在聚焦點固化的性能，可以獲得超精密的三維 成形產(chǎn)物。收光敏材料。收聚合引發(fā)劑或雙光子吸收光敏材料)相比具有高的雙光子吸收靈敏度，因 此它可用進行高速成形并且可以利用小型且廉價的激光束源作為激發(fā)光源， 使其可以應(yīng)用于可大規(guī)模生產(chǎn)的實際應(yīng)用。-使用多(雙)光子吸收材料的雙光子熒光顯微鏡的應(yīng)用-多(雙)光子激發(fā)激光掃描顯微鏡是在樣品表面上聚集并掃描近紅外線 脈沖激光以便檢測由多(雙)光子吸收引發(fā)的激發(fā)所產(chǎn)生的熒光從而獲得圖像 的顯微鏡。下面解釋雙光子激發(fā)激光掃描顯微鏡的具體實例。雙光子激發(fā)激光掃描顯微鏡的基本組成的示意圖示于圖3。雙光子激發(fā)激光掃描顯微鏡40裝備有能發(fā)出具有亞皮秒脈沖的近紅外 波長范圍的單色相干脈沖光的激光束源41、能將從激光源發(fā)射的光束變?yōu)樗?需計量的光束轉(zhuǎn)化光學系.統(tǒng)42、將由光束轉(zhuǎn)化光學系統(tǒng)轉(zhuǎn)化的光束聚焦在物 鏡的像面并且掃描的掃描光學系統(tǒng)43、將上述聚焦的轉(zhuǎn)化光束投射到樣品表 面45上的物鏡系統(tǒng)44、 二色鏡46和光檢測器47。脈沖激光束通過光束轉(zhuǎn)化光學系統(tǒng)42和物鏡系統(tǒng)44經(jīng)由二色鏡46聚 焦在樣品表面45上，從而產(chǎn)生由在該樣品內(nèi)部的雙光子吸收熒光材料的雙 光子吸收引發(fā)的熒光。然后用激光束掃描樣品表面45;每一點處的焚光強度通過光檢測器47 檢測，并且通過用預定的計算機基于所獲得的位置信息進行繪制來獲得三維 熒光圖像。關(guān)于掃描機理，激光束可以通過，例如，使用可移動的鏡如檢流計鏡進 4亍才34^ ，
通過如上所述的組成，可以通過利用雙光子吸收本身的非線性效應(yīng)在光 軸方向獲得高分辨率。此外，通過使用共焦點的針孔板可以獲得更高的分辨率(平面內(nèi)和光軸 方向上均可以)。用于雙光子熒光顯微鏡的熒光染料通過將樣品著色或在樣品中分散進 行使用，并且也可以用于生物細胞等的三維的縮微成像以及工業(yè)用途，并且 需要具有高雙光子吸收的橫截面的化合物。現(xiàn)有技術(shù)中已知的有關(guān)使用雙光子吸收材料的雙光子焚光顯微鏡的技術(shù)在JP-ANo.9-230246中公開。掃描熒光顯微鏡的特征在于裝備有發(fā)射出放大到所需計量的校準光束 的激光照射光學系統(tǒng)和其上形成有多個聚焦元件(focus element)的基底； 其中對應(yīng)于物鏡系統(tǒng)的圖像位置布置聚焦元件的焦點位置，并且透過長波長 并反射短波長的分光鏡被定位在其上形成有聚焦元件的基底和物鏡系統(tǒng)之 間，以便通過多光子吸收在樣品表面上產(chǎn)生熒光。通過具有這種組成，可以通過使用多光子吸收本身的非線性效應(yīng)在光軸 方向上獲得高分辨率。此外，通過使用共焦點的針孔板可以獲得更高的分辨率(平面內(nèi)和光軸 方向上均可以)。這種雙光子光學元件可以是本發(fā)明的具有高的雙光子吸收能力的材料 和薄膜、與上述光學校準元件相同的、或分散在可光學固化的樹脂中的固態(tài)物質(zhì)等。本發(fā)明的多(雙)光子吸收材料用作用于上述多(雙)光子激發(fā)激光掃描顯 微鏡的雙光子吸收焚光材料。本發(fā)明的多(雙)光子吸收材料在低密度下顯示出高的雙光子吸收性能， 因為它與現(xiàn)有的雙光子吸收熒光材料的相比，具有較大的雙光子吸收的橫截 面。因為本發(fā)明的材料的靈敏度高，因此不需要過度提高照射光強度，并且 可以抑制該材料的惡化和損壞，導致耐用性的改進，進一步地，還可以降低 對該材料內(nèi)其它成分性能的不良影響。接下來，解釋本發(fā)明的多光子吸收材料、金納米棒。本發(fā)明的金納米棒通過向水和油基溶劑添加表面活性劑以形成膠束來
制備，并且通過用該膠束還原金納米棒的步驟之后，通過在均勻分散狀態(tài)的 金納米棒中提供硅烷偶聯(lián)劑來形成具有核殼結(jié)構(gòu)的金納米棒。具體地說，產(chǎn)生增強表面等離子體場的金屬微粒，即包括通過存在或不存在Si02涂層來彼此區(qū)分的2種金納米棒和也通過存在或不存在Si02涂層 收材料的方法。這些^1?？梢砸钥稍佻F(xiàn)的方式(reproducible fashion)從具有可見光區(qū) 到近紅外區(qū)的吸收區(qū)域的顆粒獲得。而且，穩(wěn)定的微粒分散染料溶液通過還原膠束中的微粒，并且添加溶于 與水混合的油基溶劑中的染料而制備，如下文所述。以下將解釋每一 步驟的技術(shù)思路。本發(fā)明的特征在于通過在向水和油基溶劑中添加表面活性劑而形成的供硅烷偶聯(lián)劑產(chǎn)生核殼結(jié)構(gòu)，從而獲得金納米棒。在光致反應(yīng)中吸收激光的元素(element)通過能量弛豫在反應(yīng)中損失其能量。在這些元素中，存在于導電材料如金屬的電極附近的元素的失活 (deactivation)過程變得顯著，在失活過程中金屬吸收從光獲得的能量吸收 并且變成弛豫。為了降低失活過程的機會，在本發(fā)明中使用硅烷偶聯(lián)劑，用于形成作為 絕緣層的SiCM莫。通過在還原之后在均勻分散狀態(tài)的金納米棒中使用硅烷偶聯(lián)劑，可以抑 制由利用硅烷偶聯(lián)劑導致的次級粒子的快速生成，并且使各顆粒的層厚度分 布變窄的效果可以在硅烷偶聯(lián)劑緩慢操作的情況下獲得，所述硅烷偶聯(lián)劑逐 漸擴散并穿透金納米棒周圍的油基溶劑。同時，在還原之后金納米棒的均勻分散狀態(tài)不僅指還原之后立即的狀 態(tài)，而且很明顯的為了利用本發(fā)明的目的由膠束結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的納米顆粒被分 離的 一般狀態(tài)實質(zhì)上也是相同的。當制備本發(fā)明的金納米棒的核殼結(jié)構(gòu)時，優(yōu)選以分散狀態(tài)添加溶于有機 溶劑的不溶于水的染料，制成在棒狀膠束中染料僅僅分散在金納米棒附近的 溶液。因為這一步驟在制備金納米棒的核殼結(jié)構(gòu)之后進行，金納米棒在膠束結(jié) 構(gòu)中油基溶劑側(cè)，并且被Si02膜包覆。當添加溶于有機溶劑的不溶于水的染料時，它通過被膠束結(jié)構(gòu)吸收而分 散，并且因此，可以容易地組成染料僅僅分散在金納米棒附近的結(jié)構(gòu)。同時，本文所述的染料表示對增強的等離子體激光場具有光致反應(yīng)的物 質(zhì)，并且不僅僅表示著色#料如著色劑或顏料。因此，根據(jù)上述定義，它還包括顯示光致反應(yīng)的物質(zhì)如聚合引發(fā)劑。而且，可以通過將上述金納米棒的核殼結(jié)構(gòu)的溶液中的油基溶劑蒸發(fā)， 將染料沉積到納米棒的表面上，從而制備金納米棒的染料多層結(jié)構(gòu)。本文所述的沉積不^U又表示由于溶劑過々包和所造成的沉積。換句話說，它廣泛包括膠束內(nèi)的材料通過納米棒周圍的油基溶劑的蒸發(fā) 從液態(tài)變成固態(tài)的情形。由于該原因，即使粘合劑樹脂等包含于油基溶劑中，通過溶劑蒸發(fā)將染 料分散于納米棒周圍的樹脂膜內(nèi)的組成也被包括在本發(fā)明的組成。而且，優(yōu)選在上述金納米棒的染料多層結(jié)構(gòu)的表面上進一步施用硅烷偶 聯(lián)劑，以便生產(chǎn)多層核殼結(jié)構(gòu)。也可以添加油基溶劑以再次形成膠束結(jié)構(gòu)，并且除了提供用給定溶劑直 接稀釋的硅烷偶聯(lián)劑以外還提供用油基溶劑稀釋的硅烷偶聯(lián)劑。如上生產(chǎn)的具有核殼結(jié)構(gòu)的金納米棒可以用作多光子吸收反應(yīng)物或反 應(yīng)助劑。通過使用包含了產(chǎn)生增強的表面等離子體場的金屬微?；蛑辽俨糠滞?覆了金屬和本發(fā)明的多光子吸收材料的微粒的染料，存在于由光輻射產(chǎn)生的 增強表面等離子體場中的該多光子吸收材料可以獲得比照射光更強烈的輻 照效果。例如，可以在不改變照射光的強度的情況下顯著敏化存在于增強表面等 離子體場中的雙光子吸收材料的光激發(fā)反應(yīng)，因為通過吸收對應(yīng)于光強度的 平方的光而發(fā)生作為多光子吸收過程的 一種的雙光子吸收反應(yīng)。而且，通過將產(chǎn)生增強表面等離子體場的金屬微粒制成納米數(shù)量級的超 細顆粒，可以減少并避免由于激光的分散引起的損失。而且，使用涂覆有本發(fā)明的絕緣層、并且產(chǎn)生增強表面等離子體場的微 粒以及以物理形式防止失活過程可以進行有效的敏化，其中在所述失活過程 存在于增強表面等離子體場中的多光子吸收材料中的光激勵載體向微粒表 面輸送能量以有效地提供反應(yīng)中的光激勵載體。并且可以通過施加各向異性的微粒提高在微粒表面上產(chǎn)生的增強表面變得更靈敏。 "P I 艾 " 。而且，通過施加金納米棒作為各向異性的微粒，可以以適當?shù)脑佻F(xiàn)性獲得直徑為20nm或更低的具有均勻縱橫比的微粒，并且可以實現(xiàn)具有分散損 失小的有效敏化作用。并且通過施加金納米棒，可以通過改變縱橫比容易地覆蓋可見光區(qū)到近 紅外區(qū)，并且還可以實現(xiàn)對應(yīng)于多光子染料的寬范圍吸收波長的有效敏化作 用。通過本發(fā)明，可以提供具有高靈敏度的多光子吸收材料，它具有由增強 表面等離子體場引發(fā)的敏化作用的物理機理，并且有效用作具有前所未聞的 高靈敏度的多光子吸收反應(yīng)材料。并且該反應(yīng)可以通過具有高靈敏度的多光 子吸收反應(yīng)工藝引發(fā)，而不使用昂貴的、大功率的脈沖激光，并且使用多光 子吸收的特征，在衍射限制或三維成形產(chǎn)物下生產(chǎn)便宜的、精細的加工產(chǎn)物。而且，通過使用多光子吸收反應(yīng)材料作為反應(yīng)助劑，以及直接用于反應(yīng)， 可以通過多光子過程激發(fā)各種反應(yīng)。通過本發(fā)明的金納米棒的制造方法，不可能形成次級粒子的金納米是棒 容易分散的，并且由于在納米棒的表面上形成的SiCM菱的層厚度分布小，可 以有效地弓1發(fā)光致反應(yīng)，并且可以獲得容易控制的成膜速度。而且，在金納米棒的制造過程中通過向分散狀態(tài)添加溶于有機溶劑的不 溶于水的染料，制成染料僅僅分散在膠束中金納米棒附近的溶液，染料僅僅 分布在增強等離子體激光場周圍并且被有效地激發(fā)。同時，增強場外面的染 料量較小，并且抑制了失活過程如通過溶液中染料之間的能量交換造成的濃 度猝滅(concentration quenching )， 由此才是供更有效的光致反應(yīng)過程。并且通過蒸發(fā)分散狀態(tài)的溶液中的油基溶劑，可以形成納米棒-染料多 層結(jié)構(gòu)，其中染料沉積在納米棒的表面上，并且固相包括納米棒周圍的染料 層，使其更容易發(fā)生從納米棒的生長溶液轉(zhuǎn)換成不同的分散狀態(tài)，并且控制 分散狀態(tài)如顆粒的密度和分散體溶劑。而且，通過將本發(fā)明的納米棒-染料多層結(jié)構(gòu)制成用硅烷偶聯(lián)劑涂覆表 面的多層核殼結(jié)構(gòu)，而不會受到分散體介質(zhì)中組成核殼結(jié)構(gòu)的材料如染料和樹脂等的再溶化等的作用，使其更容易在寬球體(wide sphere)中的控制密度 的分散狀態(tài)和顆粒的分散體溶劑。實施例在下文，將參考實施例和對比例詳細描述本發(fā)明，以下實施例和對比例 不應(yīng)理解為限制本發(fā)明的范圍。 [實施例1]在以下步驟中，使用光還原方法制備金納米棒，并且進一步使用硅烷偶 聯(lián)劑對金納米棒的表面涂覆Si02膜。首先，通過磁力攪拌器將70ml 0.18mol/l的CTAB (十六烷基三曱基溴 化銨)溶液、0.36ml環(huán)己烷、lml丙酮和1.3ml 0.1mol/l的硝酸銀溶液混合以 制備原料溶液。此夕卜，在添加2ml 0.24mol/l的氯金酸溶液之后，添加0.3ml 0.1mol/l的 抗壞血酸溶液，并且確保了氯金酸溶液的顏色消失。然后將混合溶液移入直徑為100mm的皮氏培養(yǎng)亞，并且使用低壓水《艮 蒸汽燈(As One Corp.制造的SUV-16)照射254nm的紫外線光。在照射20分鐘之后，獲得中心吸收波長為830nm的金納米棒分散體液體。將lml 5體積％的(3-氨基丙基)乙基二乙氧基硅烷的乙醇溶液添加到上 述金納米棒分散體液體中，并且在80。C下加熱2小時，從而在金納米棒的表 面上形成Si02的薄膜。通過上述步驟獲得具有Si02薄膜的金納米棒。進一步，將由下式(l)表示的雙光子吸收熒光染料的0.5ml丙酮飽和溶液 注入混合到2ml形成有上述Si02膜的金納米棒溶液中，以獲得具有Si02薄 膜的金納米棒和該染料的混合溶液。
[實施例2]使用與上述實施例1相似的方法獲得金納米棒分散體液體。分出2ml金納米棒分散體液體，不經(jīng)歷形成Si02薄膜的步驟，并且與 實施例1相似，添加并混合由上式(l)表示的雙光子吸收熒光染料的0.5ml丙酮飽和溶液，以獲得沒有Si02薄膜的金納米棒和染料的混合溶液。[實施例3]在以下步驟中，使用光還原方法制備球形金微粒，并且球形金微粒的表 面進一步使用硅烷偶聯(lián)劑涂覆Si02膜。首先，通過磁力攪拌器將70ml 0.18mol/l的CTAB (十六烷基三曱基溴化 銨)溶液、0.36ml環(huán)己烷和lml的丙酮混合以制備原料溶液。不添加硝酸銀 溶液，因為球狀顆粒的制備與實施例1和2的情況不同。進一步，在添加lml 0.24mol/l的氯金酸溶液之后，添加0.15ml 0.1mol/l 的抗壞血酸溶液，并且確保了氯金酸溶液的顏色消失。然后將混合溶液移入直徑為100mm的皮氏培養(yǎng)i,并且使用低壓水銀 蒸汽燈(As One Corp.制造的SUV-16)照射254nm的紫外線光。照射20分鐘之后，獲得中心吸收波長為530nm的分散體液體，在該分 散體液體中球形金微粒分散在膠束中。將lml 5體積°/。的(3-氨基丙基)乙基二乙氧基硅烷的乙醇溶液添加到上 述金納米棒分散體液體中，并且在8(TC下加熱2小時，以在J求形金微粒的表面上形成Si02的薄膜。通過上述步驟獲得具有Si02薄膜的球形金微粒。此外，將0.5ml由下式(2)表示的雙光子吸收熒光染料，3mmol/l二曱亞 砜(DMSO)溶液注入混合到2ml上述獲得的具有Si02薄膜的球形金微粒溶液中，以獲得具有Si02薄膜的球形金微粒和染料的混合溶液。22[實施例4]通過與上述實施例3類似的方法制備球形金微粒的分散體液體。分出2ml金微粒分散體液體，不經(jīng)歷形成Si02薄膜的步驟，并且與實 施例3相似，添加并混合0.5ml由上式(2)表示的雙光子吸收熒光染料，以獲 得沒有Si02薄膜的球形金微粒和染料的混合溶液。[對比例1到4]將由上式(1)和(2)表示的雙光子吸收熒光染料的各0.5ml溶液添分別加 到2ml納米棒的原料溶液中并且攪拌獲得兩種溶液，該原料溶液是70ml 0.18mol/l的CTAB (十六烷基三曱基溴化銨)溶液、0.36ml環(huán)己烷和lml丙酮 的混合i容液，。與上述實施例1和2相似，與上式(l)表示的染料混合的溶液被定義為 對比例1，而與上式(2)表示的染料混合的溶液被定義為對比例2。在這些溶液中，雙光子吸收焚光染料均被定位并分散在膠束中的油基溶 劑中。上述兩種染料是不溶于水的。[激光強度和雙光子熒光強度之間的相關(guān)性測量1 ] 雙光子激發(fā)熒光通過使用Spectraphysics， Inc.制造的紅外飛秒激光器 MaiTai結(jié)合實施例1和對比例1的混合溶液中的每一聚焦點進行測量. 激光強度和雙光子熒光強度之間相關(guān)性如圖4所示。 同時，它聚焦于光學晶胞以內(nèi)約8mm的點。在各溶液中均觀察到了激光強度加倍時熒光強度也加倍的平方效應(yīng)，并 且證實了這是雙光子吸收熒光。作為測量結(jié)果，與不包含金納米棒的對比例2相比，在包含實施例1的 金納米棒的染料溶液中觀察到了多達約8倍的焚光強度，證實了具有Si02 薄膜的金納米棒對本體溶液(bulk solution )的雙光子熒光的增強效果。 [激光強度和雙光子焚光強度之間的相關(guān)性測量2]使用與上述測量相似的方法，對實施例2的沒有Si02薄膜的金納米棒 和染料的混合溶液，進行與上述對比例1的對比測量。 測量結(jié)果如圖5所示。在實施例2制備的溶液中，也觀察到了激光強度加倍時熒光強度也加倍 的平方效應(yīng)，并且證實了這是雙光子吸收焚光。相對于對比例1，觀察到了 多達約4倍的熒光強度，由此證實了無Si02薄膜的金納米棒對本體溶液的雙 光子熒光的增強效果。[激發(fā)光強度和雙光子焚光強度之間的相關(guān)性測量3]使用波長為560nm、脈沖寬度為100fs和重復頻率為lkHz的由光參凄t 放大器(Spectraphysics, Inc.制造的OPA-800)產(chǎn)生的飛秒脈沖，進行測量。使用Spectraphysics, Inc.制造的Tsunami飛秒激光器的光參數(shù)放大器的 激光，和Spectraphysics， Inc.制造的Spitfire放大器的功率輸出，它通過 Spectraphysics, Inc制造的Nd:YLF激光器Evolution進行活化。與上述測量1和2相似，設(shè)置光學晶胞的位置。上述實施例3和對比例2的測量結(jié)果如圖6所示。在各溶液中也均觀察到了當激發(fā)光強度加倍時熒光強度也加倍的平方 效應(yīng)，并且證實了這是雙光子吸收熒光。與不包含球形金微粒的對比例2相比，在包含實施例3的球形金微粒的 染料溶液中觀察到了多達約2倍的熒光強度，由此證實了具有Si02薄膜的球 形金微粒對本體溶液的雙光子熒光的增強效果。[激光強度和雙光子熒光強度之間的相關(guān)性測量4]以類似的方式，對實施例4的沒有Si02薄膜的球形金微粒和染料的混 合溶液，進行與對比例2的對比測量。 測量結(jié)果如圖7所示。在該實施例4制備的溶液中，也觀察到了當激發(fā)光強度加倍時熒光強度 也加倍的平方效應(yīng)，并且證實了這是雙光子吸收熒光。與對比例2比較，觀察到了多達約1.5倍的熒光強度，由此證實了無Si02 薄膜的球形金微粒對本體溶液的雙光子熒光上的增強效果。 [吸收光譜的觀察]測量上述實施例1和對比例1的各溶液的吸收光譜。測量結(jié)果如圖8所示。在如圖8所示的包含實施例1的金納米棒的染料溶液中，除了被染料吸 收的以外，可以在800nm附近觀察到金納米棒的吸收，并且推測在780nm 波長處的雙光子激光源的照射光被有效地吸收并增強，并且導致了雙光子吸 收反應(yīng)。上述實施例是本發(fā)明的實施方式的部分實例，并且可以具有其它材料組 成。這些實施例不應(yīng)該被解釋為限制基于本發(fā)明思路的其它組成。工業(yè)實用性通過本發(fā)明，可以獲得使用多光子吸收材料的染料、染料溶液、構(gòu)成多 光子吸收材料的金納米棒，該多光子吸收材料可以用作前所未有的高靈敏度 的原料，上述物質(zhì)可應(yīng)用于三維多層光學存儲器、三維光學記錄介質(zhì)、用雙 光子光學成形的材料和雙光子熒光顯微鏡。
權(quán)利要求
1.一種染料，包含金屬微粒和部分涂覆的微粒中的一種，和多光子吸收材料，其中該金屬微粒產(chǎn)生增強表面等離子體場，并且該部分涂覆的微粒部分涂覆有產(chǎn)生增強表面等離子體場的金屬。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的染料，其中微粒的最外表面用絕緣層涂覆。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1和2中任何一項的染料，其中該微粒是各向異性的。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1到3中任何一項的染料，其中該微粒是金納米棒。
5. —種染料溶液，包含 染料，和溶劑，其中該染料是權(quán)利要求1到4中任何一項的染料。
6. —種多光子吸收反應(yīng)材料，包括 染料和染料溶液中的一種，其中該染料是權(quán)利要求1到4中任何一項的染料，并且 該染料溶液是權(quán)利要求5所述的染料溶液。
7. —種反應(yīng)產(chǎn)物，包括 染料和染料溶液中的一種，其中該染料是權(quán)利要求1到4中任何一項的染料，并且 該染料溶液是權(quán)利要求5所述的染料溶液。
8. —種多光子吸收反應(yīng)助劑，包括 染料和染料溶液中的一種，其中該染料是權(quán)利要求1到4中任何一項的染料，并且 該染料溶液是權(quán)利要求5所述的染料溶液。
9. 一種金納米棒的制造方法，包括通過向水和油基溶劑添加表面活性劑以形成膠束來還原金納米棒，和的金納米才奉。
10. 權(quán)利要求9所述的金納米棒的制造方法，其中通過在金納米棒的 分散狀態(tài)中添加溶于有機溶劑的不溶于水的染料，將染料分散在膠束中的 金納米棒附近。
11. 權(quán)利要求10所述的金納米棒的制造方法，其中通過從金納米棒 的分散體液體中蒸發(fā)油基溶劑并且將染料沉積在金納米棒的表面上，形成 金納米棒和染料的多層結(jié)構(gòu)。
12. 權(quán)利要求11所述的金納米棒的制造方法，其中金納米棒和染料 的多層結(jié)構(gòu)的表面用硅烷偶聯(lián)劑涂覆。
13. —種金納米棒，包括 金納米棒的制造方法，其中該金納米棒是通過金納米棒的制造方法制造的，并且 該金納米棒的制造方法是權(quán)利要求9到12中任何一項所述的金納米 棒的制造方法。
14. 一種金納米棒的制造方法，包括通過向水和油基溶劑添加表面活性劑以形成膠束來還原金納米棒，和通過在金納米棒的分散狀態(tài)中提供硅烷偶聯(lián)劑來形成核殼結(jié)構(gòu)。
15. 權(quán)利要求14所述的金納米棒的制造方法，其中通過在金納米棒 的分散狀態(tài)中添加溶于有機溶劑的不溶于水的染料以將該染料分散在膠 束中的金納米棒附近以及通過蒸發(fā)該有機溶劑并且將該染料沉積在金納 米棒的表面上，形成金納米棒和染料的多層結(jié)構(gòu)。
16. 權(quán)利要求14所述的金納米棒的制造方法，其中該金納米棒和染 料的多層結(jié)構(gòu)的表面還用硅烷偶聯(lián)劑涂覆。
17. —種金納米棒，包括 核殼結(jié)構(gòu)， 其中該核殼結(jié)構(gòu)是通過權(quán)利要求14和16中任何一項的金納米棒的制造方法制造的。
18. —種多光子吸收反應(yīng)材料，包括 金納米才奉，其中該金納米棒包括權(quán)利要求17的核殼結(jié)構(gòu)。
19. 一種反應(yīng)產(chǎn)物，包括 金納米才奉，其中該金納米棒包括權(quán)利要求17的核殼結(jié)構(gòu)。
20. —種多光子吸收反應(yīng)助劑，包括 金納米才奉，其中該金納米棒包括權(quán)利要求17的核殼結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種染料，它包括金屬微粒和部分涂布的微粒中的一種，和多光子吸收材料，其中金屬微粒產(chǎn)生增強表面等離子體場，并且部分涂布的微粒部分涂有產(chǎn)生增強表面等離子體場的金屬。還提供一種多光子吸收材料，該多光子吸收材料能獲得比使用該染料的輻射光更強烈的輻照效應(yīng)。
文檔編號C09B67/00GK101166793SQ20068001458
公開日2008年4月23日 申請日期2006年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月27日
發(fā)明者三樹剛, 三澤成嘉, 佐藤勉, 戶村辰也, 高田美樹子 申請人:株式會社理光