2019 Fiscal Year Research-status Report
有機半導体におけるバリスティック伝導の顕在化と分子的制御
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19K21966
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| Research Institution | Nagaoka University of Technology |
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Principal Investigator |
鵜沼 毅也 長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (20456693)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2022-03-31
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| Keywords | 共役ポリマー / テラヘルツ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
様々な有機半導体薄膜試料におけるバリスティック伝導現象を評価するため，構成分子の性質に合わせて光パルス照射の中心波長を柔軟に選択することが可能なテラヘルツ放射分光測定装置を作製した。直流電圧が印加された試料のテラヘルツ放射波形は，光パルス照射で生成されるキャリアがピコ秒（10の-12乗秒）あるいはそれ未満の非常に短い時間スケールで加速運動することを反映するので，バリスティック伝導の直接的なプローブとなる。分光測定装置の基本的動作を確認した後，本助成金で購入した冷凍機付き光学クライオスタットを試料設置部へ導入することによって，試料温度を摂氏-269度から室温まで変化させることができるようにした。分光測定装置を来年度から本格的に稼働させるべく，テラヘルツ放射の検出強度や検出周波数範囲の最適化を進めている。
さらに並行して，共役ポリマーにおける光パルス照射時のキャリア生成を促進するような分子を混合した，複数の種類の有機半導体薄膜試料を作製した。直流電圧を印加した状態で試料に光パルスを照射し，照射前後における電流値の比較や異種試料間における電流値の比較を行った結果，バリスティック伝導現象の顕在化と制御に有効でありうる混合の組み合わせを見出すことができた。現在，その結果を糸口にして試行錯誤を重ねながら，試料作製を続けている。テラヘルツ放射分光測定装置の準備が終わり次第，このような工夫を施した薄膜試料におけるバリスティック伝導現象を系統的に評価し，試料作製の段階にフィードバックする予定である。また，ナノセルロースを母体材料として利用し，その内部や表面に伝導経路を形成する方法についても検討を行った。
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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
テラヘルツ放射分光装置の作製・拡張が予定通りに進み，バリスティック伝導現象を基礎面で重要な極低温においても応用面で重要な室温においても評価できるようになった。また，分光測定装置の準備と並行する形で時間を有効に使いながら，工夫した構造の有機半導体薄膜を繰り返し試作し，バリスティック伝導現象の顕在化と制御につながる要素を見出すことができた。したがって，本研究は全体的に次年度の計画へスムーズにつながる状態にあり，目的の達成に向けて順調に進展していると評価される。
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| Strategy for Future Research Activity |
試作した有機半導体薄膜のテラヘルツ放射分光を本格的に開始し，バリスティック伝導現象の顕在化と制御につながる要素を検証していく。テラヘルツ放射波形の分析結果が出そろい次第，その結果を試料作製の段階にフィードバックし改良を重ねる。また，すでに検討している試料作製上の新しい物質やアイデアについても，適切なタイミングで実験に採り入れて有効性を調べていく。
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Research Products
(1 results)
