強誘電性高分子複合薄膜の機能設計と作成プロセスの研究

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02205014
• Research Institution: Yamagata University
• Principal Investigator: 大東 弘二 山形大学, 工学部, 教授 (90185372)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 粟野 宏 山形大学, 工学部, 助手 (20202773)
• Keywords: 強誘電性高分子 / 機能性複合薄膜 / 分極電場 / 光電導 / P(VDFーTrFE) / 焦電性 / 電荷移動錯体 / 光誘起ESR

Research Abstract

高効率の光電変換膜の構築を目的として,本年度は顕著な強誘電性高分子であるP(VDFーTrFE)に光導電性色素であるビニルカルバゾ-ルVKとトリニトロフルオレノンTNFをド-プした複合薄膜の光電導性に及ぼす分極の影響を調べた.また,効率のよい光電子発生分子系の開発を目的としていくつかの新しい分子系の開発を行った.さらに,焦電効果を利用する微小熱検出の可能性と,焦電性と圧電性の低温特性と高温特性のよい薄膜を検討した.P(VDFーTrFE)複合膜の光電導性に関して次のことが分かった.すなわち膜をポ-リングによって分極を一定方向に揃えた場合にはじめて大きい光電導性が生じ,光電流の大きさは分極Prが小さい場合にはほぼ分極量に比例し,大きい場合には一定となる.一方,低温での光誘起ESR吸収を与える電子と正孔の発生確率はポ-リングをの有無で大きい影響を受けない.これは,光によるキャリヤ-の発生初期過程(電子ー正孔対の発生)では局所的な電場に大きく影響されること,電子ー正孔対の分離,あるいは膜中の輸送過程で方向性のある強誘電性の内部電場に影響されることを示している.このような強誘電性高分子薄膜内の電子,正孔の動的挙動を今年度に導入した窒素ガスレ-ザ-によるパルス光照射とディジタル・オシロスコ-プによって定量的に調べている.
興味ある光電物性をもつ複合薄膜を開発する目的で,芳香族ジアミン系ラジカル塩,可溶性フタロシアニン系金属錯体,ポリシランなどを合成し,複合薄膜の光学的,電気的,磁気的性質を調べた。
今後,強誘電性高分子と色素複合薄膜の光電変換における電子の発生,消滅,輸送現象を動的に測定し,それぞれのメカニズムを明らかにするとともに,電荷の発生と薄膜表裏への電荷輸送を効率よく行うドナ-・アクセプタ-分子系の探索,複合膜の非線形光学効果の追求,複合薄膜の焦電効果の応用素子の研究を行う予定である.

Research Products

• [Publications] H.Awano: "Radical Salts as Charge Transfer Complexes between Aromatic Diamines and Their Diiminum Cations" Syntetic Metals. 36. 263-266 (1990)
• [Publications] H.Awano: "Absorption Spectra of the Cationic Salts in Acetonitrile Solutions" Bull.Chemical Soc.Japan. 63. 2101-2103 (1990)
• [Publications] H.Ohigashi: "Piezoelectric Properties of HighーPressure Crystallized PVDF films and Their Applications to HighーTemeperatureーResistant Ultrasonic Transducers" Japanese Journal Applied Physics Supplement. 30ー1. (1991)
• [Publications] K.Koga: "Crystallization,Field Induced Phase Transition,Thermally Induced Phase Transformation,and Piezoelectric Properties of P(VDFーTrFE)Copolymers with High Molar Ratio of VDF" Journal of Applied Physics. 67. 965-974 (1990)
• [Publications] H.Awano: "Electrodeposition of the Radical Salts of Some Aromatic Diamines from Acetonitorile Solution" Synthetic Metals. 39. 327-341 (1991)
• [Publications] H.Awano: "Absorption Spectra of the Cationic Salts in Acetonitrile Solutions" Bull.Chemical.Soc.Japan. 63. 2101-2103 (1990)
• [Publications] H.Ohigashi: "Ferroelectric Domain Formation in P(VDFーTrFE)" Applied Physics Letters. (1991)
• [Publications] H.Ohigashi: "Photoconduction in Ferroelectric Polymer Thin Films Doped with Charge Transfer Complex of Vinylcarbazole and Trinitrofluorenone" Journal of Applied Physics.
• [Publications] GuoーRong Li: "Pyroelectric Behaviors of Ferroelectric Copolymer P(VDFーTrFE) at Low Temperatures" Physical Review B.
• [Publications] H.Ohigashi: "Photogeneration of ElectronーHole Paris in Polyvinylecarbazole and Trifluoroethylene Charge Transfer Complex" Journal of Polymer Science;Physics Edition.
• [Publications] H.Ohigashi: "ESR Study of Photogeneration of Electron and Holes in Ferroelectric Polymers Doped with Photoreceptors" Journal of Polymer Science;Physics Edition.
• [Publications] GuoーRong Li: "Anomalous NonーLinear Dielectric Effect in Copolymers of Vinylidene Fluoride and Trifluoroethylene" Journal of Applied Physics.
• [Publications] 大東 弘二: "機能性高分子(電子機能性高分子)" 高分子学会, (1991)