フォトエレクトロクロミズムを用いた新機能材料の創成とその表示素子への応用

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04505004
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 藤嶋 昭 東京大学, 工学部, 教授 (30078307)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 石田 裕 日本ペイント(株), 中央研究所, 主席研究員 ; 小早川 紘一 神奈川大学, 工学部, 助手 (40078332) ; 佐藤 祐一 神奈川大学, 工学部, 教授 (20201535) ; 馬場 凉 東京大学, 工学部, 助手 (70198951)
• Keywords: エレクトロクロミズム / フォトクロミズム / M_0O_3 / WO_3 / 電気化学反応 / 薄膜 / 光電気化学

Research Abstract

本研究は、オプトエレクトロニクス材料の一つである金属酸化物半導体において申請者らが発見した光電子機能を利用し、これを表示・記録素子として実用化したものである。金属酸化物半導体のエレクトロクロミズム(EC)、フォトクロミズム(PC)は周知であるがPC半導体の禁止帯以上のエネルギーの紫外光による反応しか報告されていなかった。かつ紫外光発生には太陽のエネルギー消費する大型装置が必要である。今回申請者らは酸化物半導体の一つであるM_0O_3に電気化学的な前処理(EC反応)を施すことにより、可視光でPC反応が進行する現象を発見した。この現象を利用すれば、小型で簡便な半導体レーザーを可視光光源として用いPC反応を誘起することが出来る。さらに、PC反応による着色部分を再度EC反応により消色可能であること、これら着消色反応は繰り返し可能であることも見だした。本研究では、上記の特異なPCおよびEC反応を利用し、レーザープリンター等への応用も踏まえ、安価、簡便、再利用可能な表示・記録素子を開発することを目的としてきたが、ほぼ達成出来た。
下記は、本年度において、重点的に研究を遂行し、成果を挙げた。
1.PEC材料の創成、反応条件最適化の確立
平成4年度よりPEC特性のデータ集計、解析に基づき、着消色速度、メモリー性、繰り返し特性等を総合的に評価し、最もPEC特性に優れた材料製作法、PEC反応条件の最適化を確立した。
2.PEC材料の多様化、新規特性の検討
M_0O_3、WO_3を中心に他の遷移金属酸化物やそれらの化合物により材料の多様化を図るとともにそれら材料の新規機能発現を探った。実験手法、ダータ解析法は平成4年度の手法に準じた。

Research Products

• [Publications] T.Amemiya: "Faradic Charge Transier with Double-Layer Charging and/or Adsorption-Related Charging at Polymer-Modified Electrodes As Observed by Colar Impedance Spectroscopy" J.Phys.Chem.97. 9736-9740 (1993)
• [Publications] K.Morigaki: "In-Site Electrochemical Actinometry Using an Monolayer Film" Ber.Bensengs.Phys.Chem.97. 860-864 (1993)
• [Publications] L.A.Nagahara: "Effects of HF Solution in the Electroless Deposition Process on Silicon Surfacs" J.Vac.Sci.Technol.A. 11. 763-767 (1993)
• [Publications] R.Baba: "Characterization of the Molecular Orientation in LB Films of Rhodamine B Derivatives by the Optical Second Harmonic Generation Coherent Interferometry" 電気化学. 61. 1030-1031 (1993)
• [Publications] L.A.Nagahara: "Scanning Probe and Transmission Electron Microscopy Observations of Cobalt Naphthalocyanine Molecules Deposited onto a NaCl Substrate" J.Vac.Sci.Technol.A. 11. 781-785 (1993)
• [Publications] K.Morigaki: "Electrochemical Counting of Photon Number Using the Assembled Monolayer Film of Azo Compound" Sensors and Actuators B. 13-14. 226-229 (1993)
• [Publications] O.Sato: "Self-Ordered Film of Hemicyanine Derivative Characterized by Phase-Sensitive Optical Second-Harmonic Generation" Jpn.J.Appl.Phys.32. 1201-1203 (1993)
• [Publications] K.Ohkawa: "Electrochemical Reduction of Carbon Dioxide on Hydrogen-Storing Materilas.Part II.Copper-Modified Palladium Electrode" J.Electroanal.Chem.348. 459-464 (1993)
• [Publications] T.Amemiya: "Dynamics of Faradic Procssed in Polypyrrole/Polystyrenesulfonate Composite Films in the Presence and Absence of Redox Species in Aqueou Solutions" J.Phys.Chem.97. 4192-4195 (1993)
• [Publications] Z.F.Liu: "Direct Observation of the Secondary Structure of Unfolded Pseudomonas-Cytochrome Cssi by Scanning Tunneling Microscopy" Surface Sci.Lett.284. L411-L415 (1993)
• [Publications] T.Amemiya: "Frequency-Resolved Faradaic Processes in Polypyrrole Films Observed by Electromodulation Techniques:Electrochemical Impedance and Color Impedance Spectroscopies" J.Phys.Chem.97. 4187-4191 (1993)
• [Publications] K.Ohkawa: "Electrochemical Reduction of Carbon Dioxide on Hydrogen-Storing Materials Part I.The Effect of Hydrogen Absorption on the Electrochemical Behavior on Palladium Electrodes" J.Electroanal.Chem.345. 445-456 (1993)