2015 Fiscal Year Research-status Report
有機半導体レーザ用格子整合条件フリーハイブリッドミラーの実現
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15K13768
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
横山 大輔 山形大学, 大学院理工学研究科, 准教授 (00518821)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ハイブリッド / 屈折率 / 導電性 / 透明性 / 蒸着膜 / エレクトレット / 電荷移動錯体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、無機材料と有機材料の混合により導電性・平滑性・透明性の高いハイブリッド蒸着膜を作製し、下層と成長層との間の格子整合条件に縛られない高・低屈折率高導電性薄膜を実現すること、さらにはそれらを積層化して垂直共振器型有機半導体面発光レーザに利用可能なミラーの作製を試みることを目指すものである。
当初より予定していた研究実施計画に基づき、H27年度は(1)高導電性・平滑性・透明性を備えた蒸着膜の作製、(2)電荷移動錯体の定量化を試みた。まず(1)について、高屈折率層として、導電性の高いMoO3、ReO3等の無機酸化物半導体を主体とし、これに有機ELに用いられる正孔輸送材料を混合して、導電性と材料組み合わせ・混合比率の関係を調べた。導電性の飛躍的な向上は見られなかったが、本来導電性が上記無機材料よりも低い有機半導体材料を高い比率で混合しても高導電性が見られたことから、電荷移動錯体の形成による自由電子の増加が効率的に起こることが示された。また、低屈折率層としては、無機フッ化物や低屈折率有機材料を主体とした膜作製を行った。特定の低屈折率有機絶縁性材料（有機エレクトレット材料）と有機半導体材料の混合により、膜の著しい低屈折率化と導電性の向上が起こるという特異な現象を新たに見出すことができた。
(2)については、可視･近赤外の吸収スペクトル、および赤外吸収スペクトルから、電荷移動錯体の形成を定量的に分析できることを示した。適切な材料選択と混合比で作製すれば可視光（の特定の波長域）に対する透明性が確保されることから、電荷移動錯体の形成により生じる可視吸収を回避できる可能性を示すことができた。
次年度以降は、これらの導電性に関する詳細な分析をさらに進めるとともに、材料選択指針の明確化について本格的に検討を進めていく予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
「研究実績の概要」に記したとおり、研究はおおむね順調に実施されている。ただし、高屈折率層に対し、当初の目標である導電性の著しい向上がまだ得られていないことから、さらに材料検討を進めるとともに、導電性向上の機構および導電性低下の因子をより深く理解し明確化していく必要がある。これまでの研究で、無機酸化物に有機半導体材料を高い比率で混合した膜が高導電性を有するという点を見出すことができたため、これを足掛かりとして分析を進めていくことができる。
また、有機エレクトレット材料と有機半導体材料の混合という新たな手段により、導電性を有する膜の著しい低屈折率化が実現できた、過去に類似例が見られないことから、今後の研究発展にもつながる重要な研究成果であると考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の予定に沿った形で、電気特性の詳細分析、材料選択指針の明確化を中心に、研究を推進していく。ただし、有機エレクトレット材料を用いた導電膜の低屈折率化については、当初の計画に無い新たな材料群を用いた検討であるが、過去に例が無く、応用上も重要な課題の実現につながるため、重点的に進めていきたい。これについては従来知見が全くないため、多くの材料検討とその分析が必要になる。これらの研究と並行して、積層化・デバイス化（ミラー作製）の検討も進めていく。
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