2015 Fiscal Year Research-status Report
THz分光エリプソメトリによる導電性高分子PEDOT:PSS膜のキャリア伝導解析
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26630140
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
山下 将嗣 国立研究開発法人理化学研究所, 光量子工学研究領域, 上級研究員 (10360661)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | テラヘルツ電磁波 / 分光エリプソメトリ / 導電性高分子 / キャリア輸送特性 / 非破壊評価法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、テラヘルツ時間領域分光エリプソメトリを用いた多入射角度・偏光分光測定による導電性高分子poly(3,4 ethylenedioxythiophene):poly(styrensulfonate) (PEDOT:PSS)薄膜のキャリア伝導解析を行う。PEDOT:PSSは透明電極や熱電素子、有機ELや有機太陽電池などのさまざまな応用が期待されているが、その構造に起因する異方的キャリア伝導機構は十分解明されていない。本研究によってキャリア伝導機構を解明し、その輸送特性を非破壊評価することはこれらのデバイスの性能向上・長寿命化を図る上でも重要である。
H27年度は、H26年度に構築した入射角可変THz時間領域分光エリプソメトリシステムを用いて、z-cut水晶結晶をテストサンプルとしてテラヘルツ光の入射角度を変化させて偏光反射測定を行った。入射角度を変化させることにより、面内及び厚み方向の異方性を測定することが可能になり、z-cut水晶結晶では、xy面内とz方向の屈折率異方性を評価することができる。併せて開発を進めている異方性解析のための偏光スペクトル解析法を用いて得られた複素偏光反射スペクトルを解析し、異方的複素屈折率・複素工学伝導度を求めた。一方、PEDOT微結晶を配向させた試料では、x,y,z方向の3軸異方性の解析が必要になる。さらに、薄膜内の多重反射と基板（z-cut 水晶）の屈折率を考慮した解析が必要となることから、SN比、及び、位相測定精度の向上を行う必要がある。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
H26年度に構築した入射角度可変THz-TDSEシステムの評価として、z-cut Quartz（一軸性）の入射角度を変化させて複素偏光反射スペクトルを取得し、z方向と面内の複素屈折率異方性の評価を行ったが、十分な精度のデータが得られず、光学系の改良が必要な状況である。
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| Strategy for Future Research Activity |
THz-TDSEの光学系の改良点として、放物面ミラーサイズや焦点距離の見直し、ワイヤーグリッド偏光子配置の最適化、GaP及びGaSe結晶膜厚の変更し、偏光反射スペクトル測定精度の向上を目指すとともに、導電性高分子PEDOT:PSS薄膜の異方性キャリア輸送特性の評価を行う。
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| Causes of Carryover |
構築したTHz-TDSE分光システムを用いて、テストサンプルの評価を行っていたが、十分な精度がでなかったため、本研究の目的であるPEDOT:PSS薄膜のキャリア輸送特性評価が行えず、PEDOT:PSSサンプル作成に必要な費用が消耗品の購入が行えなかった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
THz-TDSEシステムの改良及び、PEDOT:PSSサンプルの準備費用、及び成果発表の旅費及及び参加費に使用する。
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