Inhomogeneous dynamic nuclear polarization of protons in a lamella-forming diblock copolymer investigated by a small-angle neutron scattering method

ラメラ構造を形成するブロックコポリマーにおける動的核スピン偏極不均一の中性子小角散乱による研究

能田 洋平; 熊田 高之   ; 橋本 竹治; 小泉 智

Noda, Yohei; Kumada, Takayuki; Hashimoto, Takeji; Koizumi, Satoshi

ブロックポリマーの片方の相に選択的にラジカルをドープした試料に対して、動的核スピン偏極状態の中性子小角散乱プロファイルを測定した。中性子小角散乱プロファイルは、ブロックポリマーのミクロ相分離による周期的ラメラ構造を反映し、シャープな1次,2次,3次ピークを示した。動的核スピン偏極によって、水素核の中性子散乱長が変化し、散乱強度の劇的な変化を観測した。一方で、2次ピークが他のピークに比較して大きな変化率を示すという特異な現象を見いだした。この特異な現象を以下のようなモデルで再現を試みた。つまり、ブロックポリマー中におけるラジカルの不均一に分布しており、ラジカルの存在する相では偏極度は均一であり、ラジカルの存在しない相では偏極度は2相の境界面から遠ざかるに従い減少すると仮定した。結果、実験結果の1次,2次,3次ピークすべての振る舞いを統一的に説明することができた。また、平均偏極度30%のとき、ラジカル不在相中央部では、偏極度が約2%程度減少していることが明らかになった。

We measured small angle neutron scattering (SANS) for dynamically polarized block copolymer sample, one phase of which were selectively doped with radical. Dynamic nuclear polarization (DNP) caused the neutron scattering length of proton largely, as a result, the SANS intensity. By the analysis of the change of the SANS intensity, we found out the inhomogeneous distribution of the radical induced the inhomogeneous polarization (about 2% for the average polarization being 30%).