2022 Fiscal Year Annual Research Report
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
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20K04561
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| Research Institution | Mie University |
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Principal Investigator |
松井 龍之介 三重大学, 工学研究科, 准教授 (80452225)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 導電性高分子 / ドーピング / テラヘルツ |
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| 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だ。石英基板にPBTTTのクロロベンゼン溶液をスピンコートすることで成膜し、窒素雰囲気下でアニールを行った後に、窒素置換グローブボックス内でF4TCNQの蒸着ドープを行い試料を得た。試料のテラヘルツ誘電特性の評価にはテラヘルツ時間領域分光法を用いた。光学導電率スペクトルはドルーデ・スミスモデルに基づく理論スペクトルと比較的良い一致を見せた。一方で、脱ドープによるものと思われるテラヘルツ誘電特性の経時変化も確認できた。極微量の金を蒸着したPCBM薄膜のテラヘルツ分光についても行い、連続膜を形成できない程度の極微量の金蒸着量においても、テラヘルツ透過の大きな減少が見られた。これは、PCBM薄膜へのドーピングによる導電性の向上に起因するものと思われる。
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