2001 Fiscal Year Annual Research Report
π電子系ケイ素ポリマーの導電機構の解明と機能材料への応用
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12555245
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
九内 淳堯 広島大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90029190)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
播磨 裕 広島大学, 総合科学部, 教授 (20156524)
大下 浄治 九州大学, 有機化学基礎研究センター, 助教授 (90201376)
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| Keywords | ケイ素ポリマー / オリゴチエニレン / オリゴシラニレン / 導電機構 / 電荷移動 / ポーラロン / πダイマー / 電界発光素子 |
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| Research Abstract |
本年度は、導電性ポリマーの伝導機構を分子レベルで解明することを目途に、種々の導電性高分子およびπ電子系ケイ素ポリマーを用いて以下の観点から検討を行った:(1)ポーラロン、バイポーラロン、πダイマーはどのように伝導機構に関与しているのか、(2)電荷移動の主要な経路は高分子鎖内か鎖間か、(3)高ドープ領域で観測される金属-非金属転移の原因は何か。この目的でキンクチオフェンπ共役系(5T)がSi原子により孤立していると見なせる交互ポリマー(-Si-5T-Si-5T-)を用いて移動度測定を行った結果、電荷移動は主に鎖間で起こっていることを明らかにした。また、オリゴオフェンπ電子系の長さと移動度変化の関連を調べた結果、電荷移動にπダイマーが関与していることを見出した。疑問(3)を解明するために、もっとπ共役系の長いケイ素ポリマーの合成が必要であると思われるので今後の検討課題とする。
また、π電子系ケイ素ポリマーの一つとして、カルバゾールおよびトリフェニルアミンπ系を含む交互ポリマーを合成し、そのEL素子材料としての特性を調べた。以前に明らかにしたオリゴチオフェン系ポリマーと同様に、これらもホール輸送材料として機能することが分かった。
また、導電機構解明との関連で、位置規則性の異なる4種のポリ(3-オクチルチオフェン)(head to tail:97%-55%)を合成して、それらの光学的および電気化学的特性を比較検討した。位置規則性が増大するに連れて吸収極大波長が長波長シフトし、また、規則性の高いポリマーは可逆な2段の酸化還元ピークを示すが、その低電位側のカップルは規則性が低くなるに連れて減少しランダムポリマーでは消失するなど、有効共役長が位置規則性によって変わり物性に影響を及ぼしていることが分かった。位置規則性と移動度の相関については現在検討中である。
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[Publications] Koichi Sakamaki: "Synthesis and Properties of σ-π Conjugated Alternating Polymers Consisting of Carbazole and Organosilicon Units"Appl.Organomet.Chem.. vol.15. 604-612 (2001)
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[Publications] Koichi Sakamaki: "Synthesis and Properties of Novel σ-π Alternating Polymers with Triphenylamine and Organosilicon Units"Appl.Organomet.Chem.. vol.15. 939-946 (2001)
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[Publications] Lihua Zhu: "Electrochemical properties of oligotheienylene-oligosilanylene block copolymers : Influences of block sizes"J.Appl.Electrochem.. vol.31. 175-180 (2001)
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[Publications] Yoshihito Kunugi: "A mobility study on highly stacked conducting polymer films"Synthetic Metals. Vol.119. 433-434 (2001)
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[Publications] XQ.Jiang: "Mobilities of charge carriers hopping between π-conjugated polymer chains"J.Mater.Chem.. vol.11. 3043-3048 (2001)
