2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of photovoltaic materials based on ferroelectric liquid crystals
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15H03797
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| Research Institution | Kagawa University |
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Principal Investigator |
舟橋 正浩 香川大学, 工学部, 教授 (90262287)
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2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 強誘電性液晶 / 液晶性半導体 / 自発分極 / 電荷輸送 / 異常光起電力効果 / オリゴチオフェン / 電荷輸送 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
拡張されたπ電子共役系を組み込んだフェニルターチオフェン系強誘電性液晶を設計・合成し、強誘電相（キラルスメクティックC相）での光起電力効果を検討した。強誘電相での光起電力効果は液晶材料の自発分極とキャリア移動度の間に相関関係があることから、通常のp-n接合やショットキー接合による光起電力効果と異なり、強誘電性液晶の自発分極による内部電界によって、光キャリアの生成と輸送が行われる事が分かった。光起電力効果は、強誘電性液晶のエナンチオマー純度が上がるほど、大きくなり、ラセミ体では消失した。この結果から、強誘電相での光起電力効果は強誘電性液晶分子の分子キラリティーによる対称性の破れに由来する事が明らかとなった。この結果は、強誘電性液晶での光起電力効果が従来の強誘電性セラミックスでの光起電力効果とは異なる新しい現象である事を示している。また、強誘電相での内部電界を、直流電圧を印加した状態で冷却することにより、高次のソフトクリスタル相で固定することに成功した。高次のソフトクリスタル相は室温で安定であり、強誘電相に比べてキャリア移動度が高いことから、ソフトクリスタル相においては、室温付近でより強い光起電力効果を期待できる。また、強誘電相では、液晶分子の熱運動により、分極状態が緩和し、光起電力効果が減衰するという問題があったが、ソフトクリスタル相では、分子運動が制限されるため、光起電力効果の減衰を抑制することに成功した。通常の液晶材料は厚さ数μm程度のセルに封入して使用されるため、スピンコート膜の物性はほとんど検討されてこなかったが、本材料のスピンコート膜（厚さ100 nm）において、自発分極を観測する事ができ、バルク状態よりも大きな値を示す事を見出した。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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