分光学的手法を駆使したπ電子デバイスの動作状態の解明

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17H02764
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 岸田 英夫 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (40311633)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 共役系高分子 / ドーピング / ナノカーボン

Outline of Annual Research Achievements

π電子系物質を用いた種々の電子デバイスが注目を集めている。また、その電子デバイスにおける伝導機構の理解が重要となっている。さらに、デバイス動作状態に関して、ドーピングや電場印加が電子状態をどのように変化させるかについて正確に理解することが重要である。このような観点から、種々の分光法による研究を行った。
電気伝導性共役系高分子として知られるPEDOT/PSSの伝導機構の理解を目的にイオン液体セルを用いた分光測定を行った。PEDOT/PSSはそれ自体でドーピングが施され電気伝導性を有するが、さらにイオン液体ドーピングによりドーピングレベルを変化させて、その光学応答を調べた。特に、ラマン散乱分光法を用いて測定を行った結果、ドーピングレベルに応じたスペクトル形状の変化が観測された。これは格子の状態の変化によるものだけではなく、電子状態の変化によるものである可能性がある。今後は、そのスペクトル形状の解析により電子状態の変化について詳細な情報を得る。
同様の手法を用いてナノカーボン物質の電子状態の変化を調べた。薄膜状態のナノカーボン物質をイオン液体セルでドーピングし、ラマン散乱測定を行った結果、電子状態の変化に起因するスペクトル変化を見出した。このスペクトル変化は電気伝導状態の変化に対応していると考えられ、今後、電子状態と光学応答の変化の関係を明らかにする。イオン液体セルを用いると可逆的かつ広い面積にわたるドーピングが可能であり、様々な光学測定が可能になる。そこで、このイオン液体セルを用いて種々の分光法による測定を行い、当該物質のドーピング状態の導電性に関する理解を深める。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

イオン液体セルを用いた測定が順調に進んでおり、共役系高分子のみならずナノカーボン物質の測定も実施できたため。

Strategy for Future Research Activity

共役系高分子のドーピングレベルに応じたスペクトル形状について詳細なスペクトル解析を行い、電子状態の変化を明らかにする。ナノカーボン物質に関する内容については、当初の計画以上に順調に進展しており重要な結果が得られていることから、さらに注力し研究を進める。