塗布型高ドープ導電性高分子によるテラヘルツ光学素子の開発

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K04561
• Research Institution: Mie University
• Principal Investigator: 松井 龍之介 三重大学, 工学研究科, 准教授 (80452225)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 導電性高分子 / ドーピング / テラヘルツ

Outline of Annual Research Achievements

1cm2/(V・s)もの高い移動度を示しかつ塗布成膜が可能な導電性高分子PBTTTへのアクセプタ分子F4TCNQのドーピングにより、数百S/cmもの高い導電率の試料の作製が可能であることがここ数年の間に明らかとされてきた。そのような高い導電率の試料であればテラヘルツ周波数帯では金属的に振る舞うものと考えられる。また、薄膜の塗布形成やアクセプタ分子の蒸着によるドーピングなどプロセス面でも高い優位性があり、安価、軽量、フレキシブルなど、他の材料系ではなし得ないテラヘルツ光学素子が比較的容易に実現できるものと期待される。そこで本研究では、PBTTT/ F4TCNQによるテラヘルツ光学素子の開発に関する研究に取り組んでいる。
まずは窒素雰囲気下において成膜およびドーピングなどの処理を行うための簡易グローブボックスなどの実験系を整備した。次に、テラヘルツ分光のための厚膜試料の作成に取り組んだ。そのためには溶液からのドロップキャスト法を採用した。PBTTTとしては側鎖アルキル鎖長の異なるPBTTT-C12およびPBTTT-C14を対象とし、市販のものを使用した。また、基板から剥離した自立膜とするために、ガラス基板とPBTTT膜との間に犠牲層を成膜するなど、まずは自立厚膜試料の作成法の確立に取り組んだ。また特に、平坦膜を得るために適したドロップキャストの条件出しに取り組んだ。これまで数十ミクロン厚のPBTTT膜を再現性良く得られる状況にある。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

導電性高分子PBTTTのテラヘルツ分光評価のための自立厚膜試料の作成に取り組んできたが、平坦な膜とするためのドロップキャスト法の条件出しに手間取りテラヘルツ分光測定には至っていない。

Strategy for Future Research Activity

研究計画に大きな変更の予定はない。PBTTT自立厚膜試料が再現性良く得られるようになってきており、テラヘルツ分光評価にまずは取り組む予定である。まずはノンドープおよび溶液ドープにより様々にドーピングレベルを調整したPBTTT/F4TCNQ試料を作成し、テラヘルツ光学応答に関する知見を得る。特に、導電率の継時変化を詳細に調べる。

Causes of Carryover

予定していた出張が全て取りやめとなり、計上していた旅費の支出がなくなったのが主な理由である。翌年度分として請求した助成金と合わせ、主に試薬など消耗品費として使用する計画である。