2020 Fiscal Year Annual Research Report
| Project/Area Number |
19J01990
|
|---|
| Research Institution | Nagoya University |
|---|
Principal Investigator |
横倉 聖也 名古屋大学, 理学研究科, 特別研究員(PD)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2022-03-31
|
| Keywords | 有機エレクトロニクス / 分極 / 光電変換 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
金属（M）/絶縁体（I）/半導体（S）/絶縁体（I）/金属（M）からなるMISIM型光電変換セルを対象に研究を進めた．これまでに，S層にZnPc/C60の2層膜を用いたセルで動作機構を検討した．このデバイスでは分極過程に比べ脱分極過程が遅く，この分極/脱分極速度の不均衡により，高周波数では脱分極が追随できず結果として分極変化が小さくなり周波数依存が大きくことを明らかにした．
このような分極と脱分極の不均衡を改善するために，ドナー分子とアクセプター分子が分子レベルで均一に混合された系である電荷移動錯体をS層に用いたデバイスを検討した．このデバイスは2層膜を用いたものに比べ，光過渡電流の周波数依存が小さく応答速度が改善された．
電荷移動錯体を用いた光電変換セルの性能の決定要因を調べるために，TMBと5種類のTCNQ誘導体を用いた電荷移動錯体を作製した．これらの錯体のうち2種類は中性，3種類はイオン性の基底状態を持つ．各錯体をS層に用いたMISIMを作製した．この際，テンプレート層としてPTCDAを用いたものも作成し，薄膜中の分子配向制御も試みた，光過渡電流測定を行ったところ，中性錯体がイオン性錯体に比べ1000倍もの電流強度を示すことがわかった．また，電荷移動錯体の配向制御にも成功し，PTCDAを用いた薄膜では，光応答の強度，速度ともに改善がみられた．
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
電荷移動錯体をS層に用いることでMISIMデバイスの光応答が改善された．また，5種類の電荷移動錯体を用い，電荷移動錯体の基底状態と光応答の相関を探索した結果，イオン性の電荷移動錯体にくらべ，中性の電荷移動錯体で1000倍もの光過渡電流が得られた．また，PTCDAをテンプレート層に用いることで，電荷移動錯体薄膜の配向制御にも成功し，光応答性も改善された．
|
| Strategy for Future Research Activity |
MISIMデバイスに強誘電体を導入する予定である．強誘電体の分極により応答速度の改善を試みる．
|
