2014 Fiscal Year Annual Research Report
共役系有機・高分子ナノファイバーの創製：高導電性から超伝導体へ
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25620157
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
及川 英俊 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (60134061)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小野寺 恒信 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (10533466)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | ポリジアセチレン / ナノ結晶 / ナノファイバー / 再沈法 / 配向薄膜 / ドーピング / 導電性 / 超伝導体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、昨年度に引き続き、再沈法および固相重合により作製した両親媒性ジアセチレン（Am-DA）とカルバゾイル基（Cz基）を有するDA（Cz-DA）のポリジアセチレン（PDA）ナノファイバー（NF）の配向薄膜に対してのドーピング実験を主に行った。配向薄膜は、メニスカス後退を利用した独自の移流集積法である改良型Tapered Cell法で作製した。
Poly(Am-DA) NF配向薄膜は、中空チャネル構造がドーパントの自己拡散層となるために化学ドーピングは容易に可能と考えられる。一方、Poly(Cz-DA) NF配向薄膜は、その結晶構造の剛性の高さから、ヨウ素ドーピングを行った結果、結晶格子の崩壊が観察され、導電特性は不安定であった。
そこで、昨年度の「実施状況報告書（１２．今後の研究の推進方策等）」に記載したように、「界面ドーピング」の手法も新たに導入した。Poly(Cz-DA) NF配向薄膜に適用する前に、ポリアルキルチオフェン（PAT）薄膜に対して、フッ化アルキルシラン（FTS）分子による界面ドーピング処理と導電特性を評価した。PAT配向薄膜にFTS分子を暴露すると、正電荷キャリアが生成し、導電性が発現した。これに対して、Poly(Cz-DA)のカルバゾイル基間の相互作用は極めて強いことから、界面ドーピングの効果は見られなかった。
電子移動を伴う界面ドーピングを有効に機能させるためには、エッジオン構造からフラットオン構造に変換する必要がある。すなわち、Poly(Cz-DA) NF配向薄膜の長軸方向の配向度だけでなく、NFの短軸まわりの方位角（あるいは回転角）の制御が必要であることが新たに明らかとなった。
超伝導体「Littleの励起子機構モデル」に基づいたCz基の選択光励起や電子線照射によるカスケード現象などについて、NIMSの連携研究者と検討を加えた。
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