2021 Fiscal Year Annual Research Report
Thermoelectric properties of thiophene dendrimers controlled by quantum degeneracy
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19H02608
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
小柴 康子 神戸大学, 工学研究科, 助手 (70243326)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石田 謙司 神戸大学, 工学研究科, 教授 (20303860)
森 敦紀 神戸大学, 先端膜工学研究センター, 教授 (90210111)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | チオフェンデンドリマー / 熱電変換 / 有機半導体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は14T薄膜の低い導電率（σ）の改善に向けて、代表的な導電性高分子であるポリ(3-ヘキシルチオフェン)P3HTとのコンポジット薄膜を作製し、昨年度の成果をもとにヘキサフルオロリン酸ニトロシル(NOPF6)を酸化剤として用いドーピング状態の評価を行った。14T：P3HTの比率はチオフェン環個数比で10:1とし14T/P3HT 薄膜をキャスト法により作製した。14T/P3HT薄膜をNOPF6クロロホルム溶液に浸漬し、その場UV-vis-NIR測定によりドープ状態を評価した。スペクトルの変化から14TとP3HTのドープの進行の違いが観測され、ドーピング初期においてはP3HTへのドープが進行し、続いて14Tもドープされると考えられた。ドーピングにより、14T/P3HT薄膜は赤茶色から黒味を帯びた色に変化した。浸漬時間によりドーピングレベルを変化させて、14T/P3HT薄膜のゼーベック係数(S)、導電率(σ)を測定し、パワーファクターPFを算出した。ドーピングの進行とともにSは258×10-6V/K から35×10-6V/K へ減少した。ドープ初期のS = 258×10-6V/K は無機系熱電変換材料の中で最も性能が高いといわれるビスマステルライドのゼーベック係数200×10-6V/K を上回り、14T/P3HT薄膜は高いゼーベック係数を持つことがわかった。PFはS = 128×10-6V/K 、σ = 0.21 S/cm、でPF = 3.4×10-7W/mK2 が得られ、酸化剤FeCl3・6H2Oでドープ下14T薄膜と比較して、σが35倍向上したことにより、PFは約30倍向上した。以上の結果より、チオフェンデンドリマーの高いゼーベック係数を活かしつつ、導電性を向上させる方法として導電性高分子との複合化が有効であることが示された。
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| Research Progress Status |
令和3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 |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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