2017 Fiscal Year Research-status Report
超臨界流体中でのグラフェン量子ドットの作製と光電変換フィルムへの応用
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17K14082
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
加治屋 大介 広島大学, 自然科学研究支援開発センター, 助教 (80448258)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 光機能 / ナノ材料 / 凝縮相 / ハイブリッドフィルム / スマートマテリアル / 配向 / 光電変換 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、グラフェン基本構造を有する機能性量子ドットの作製と光電変換フィルムの開発である。初年度の平成29年度は、研究実施計画に沿って、実験に必要な試薬、材料、器具、ガス、部品等を購入し、量子ドット生成法とフィルム作製法を検討した。量子ドット生成法では、パルスレーザーアブレーション法を用いて反応場や照射レーザー等の生成条件を検討し、生成したカーボン系ナノ粒子の構造解析と光物性評価を進めた。フィルム作製法では、ソフトエレクトロニクス向けフレキシブル有機フィルム開発に向けた導電性高分子フィルム作製法を探索した。その結果、種々のナノ構造体の生成が確認され、溶液中での安定性や、高分子フィルムに混合した際の高分子構造の変化、光伝導性への影響、電荷移動度の増減、フィルム配向による異方性の発現等の知見が得られた。得られた知見の一部は、春季の国内学会・国外学会でそれぞれ発表し、発表内容は流体の流れがフィルム構造に影響し光電変換性能を向上させるものである。塗布法で簡便に薄くて軽い導電性フィルムを常温大気中で形成できる新たな手法の一つであり、液滴内部の溶媒流動で溶質分子のπ-πスタッキング構造とフィルムの導電性が変化する。これら初年度に得られた知見や要素技術に基づき、次年度以降も機能性量子ドット・ナノ粒子の創製とそれを用いたハイブリッドフィルム・スマートマテリアルの研究を進め、研究成果を順次発表する予定である。
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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
実施計画に沿って実行できたためである。研究期間初年度の平成29年度は、研究遂行に必要な実験用試薬、材料、器具、ガス、部品等を順次購入し、粒子生成の立ち上げ、生成物評価、フィルム作製法開発を進めた。粒子生成では、炭素材料を原料としたグラフェン量子ドット・ナノ粒子の作製法を検討し、反応場、熱物性、熱力学条件、レーザー、原料等の生成条件を探索した。生成物評価では、顕微鏡観察や分光測定を中心とした構造解析と物性確認を行った。その結果、生成物の光物性、電子状態、サイズ、形状、表面、液体中安定性等について種々知見が得られた。また、粒子生成と両輪で本研究遂行に大事な要素として、光電変換フィルム応用へ向けたフィルム作製法の開発がある。このことについて、新たなフィルム作製法として、塗布法でフィルム作製する際に蒸発過程で凝集構造が大幅変化する現象を見出した。これは太陽電池用固体フィルムの導電性増加の発見にも繋がり、年度末の春季国内学会・国外学会で発表した。以上、粒子生成とフィルム作製のそれぞれで要素技術の進展があり、得られた知見を次年度以降の研究に繋げていく予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
申請書の研究実施計画並びに平成29年度に得られた知見に基づき、今後も機能性量子ドット・ナノ物質の創製と光電変換フィルムの開発を進めていく。特に精密構造解析や電荷輸送特性評価に重点的に取り組み、粒子生成メカニズムや光電変換過程を考察する。量子ドット生成では実験結果を生成法にフィードバックして実験条件を変え、生成物のスペクトル測定や顕微鏡観察を行う。フィルム開発では導電性高分子と量子ドットの混合方法を検討し、電荷輸送特性評価では複数の測定手法を組み合わせた多次元評価に取り掛かる。フィルム配向による性能向上も図り、得られた結果を発表する。以上、今後も粒子生成法と光電変換フィルム作製法の研究を発展させる方向に進めていく予定である。
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| Causes of Carryover |
理由：学会発表のための旅費を計上していたが，参加予定の学会が3月末から次年度4月第一週になったため。使用計画：次年度4月第一週に学会発表の旅費として使用する。
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Research Products
(2 results)
