有機安定ニトロキシドラジカルの電荷輸送特性と磁気抵抗効果の発現

2007 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19750155
• Research Institution: Yamagata University
• Principal Investigator: 夫 勇進 Yamagata University, 大学院・理工学研究科, 助教 (00350489)
• Keywords: ニトロキシドラジカル / 電荷輸送 / 磁気抵抗 / スピン輸送 / 有機磁性

Research Abstract

本研究では、有機安定ニトロキシドラジカルの電荷輸送能とその磁気抵抗効果の発現を目的としている。通常、TEMPOのようなニトロキシドラジカルは非常に安定ではあるが、電荷のトラップサイトとして働くためその電荷移動度は極めて低い。しかしラジカルスピン密度が分子上に広く共役した(つまり多くの共鳴構造を取り得る)分子では、ラジカル不対電子自身が酸化還元を繰り返し電荷をホッピング輸送する。特に、アリールアミンと共役したニトロキシドラジカルでは、ラジカルスピンはアミン窒素核上へも共鳴するため、隣接分子との波動関数の重なり合いが大きくなり、高い電荷の移動度が期待される。
ラジカルスピン自身の安定化、電荷移動度の向上、スピン問の強磁性的相互作用の増大、膜の安定性を分子骨格に反映させながら、一連のラジカル誘導体群を合成している。ニトロキシドラジカル誘導体の合成において、ニトロキシド基の保護・脱保護条件およびラジカル発生条件、ラジカル生成後の精製方法は非常に重要であり、詳細な検討を重ねた。電子スピン共鳴測定により磁気特性およびラジカルの熱安定性を、Time of Flight法により電荷輸送特性を定量した。陽極/有機膜/陰極のサンドイッチ型素子において、それぞれの材料特性による影響を独立的かつ系統的に調べる必要がある。まず電極には仕事関数の違う金属を用い注入キャリア種およびキャリアバランスを規制する。