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DNAポリイオンコンプレックス薄膜の電気伝導機構の解明と光電子デバイスへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 15350138
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 高分子・繊維材料
研究機関千歳科学技術大学

研究代表者

今井 敏郎  千歳科学技術大学, 光科学部, 助教授 (80184802)

研究分担者 安逹 千波矢 (安達 千波矢)  千歳科学技術大学, 光科学部, 教授 (30283245)
小山 珠美  昭和電工(株), 研究開発センター, 主席研究員
雀部 博之  千歳科学技術大学, 光科学部, 学長(教授) (20015126)
研究期間 (年度) 2003 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
15,200千円 (直接経費: 15,200千円)
2004年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2003年度: 14,400千円 (直接経費: 14,400千円)
キーワードDNA / 導電性 / DNA-CTMA / 有機ELデバイス / Time of Flight / 移動度 / 塩基 / 有機LED / 有機EL / ポリイオンコンプレックス
研究概要

本研究ではDNAの導電性を評価するために,DNA脂質複合体であるDNA-CTMA(Hexadecyl-trimethylammonium Chloride)薄膜を用い,有機半導体の実験手法であるサンドイッチ形デバイスを用いてDNAの導電性評価を行った。また,ダブルヘテロ型有機LEDのホール輸送層,発光層,電子輸送層に用い導電性及び発光特性を評価しDNAの有機半導体材料としての可能性を評価した。10Vの印加電圧においてDNA-CTMA単層デバイスではJ=590mA/cm^2の注入電流が観測され,DNA-CTMAには導電性があることが分かった。また,10Vの印加電圧においてホールしか伝導しないTPDをDNA-CTMA層と陰極の間に挿入してDNA-CTMA内にホールのみを輸送させた素子ではJ=11mA/cm^2,電子しか輸送しないPOXDをDNA-CTMA層と陽極の間に挿入してDNA-CTMA内に電子のみを輸送させた素子ではJ=0.02nA/cm^2の注入電流が観測され,DNA-CTMA薄膜には本質的にホールも電子も輸送するバイポーラ性を有することが分かった。さらに,DNA-CTMAをホール輸送層に用いたダブルヘテロ型有機LEDでは最大EL量子効率η_<ext>〜7.0±0.2%の高効率な値が得られDNA-CTMAはホール輸送層に適していることが分かった。
さらに,より基本的なDNAを構成している4種類の塩基(Adenine, Cytosine, Guanine, Thymine)単層蒸着膜について同様の評価を行った。10Vの印加電圧においてAdenine蒸着膜はJ=180mA/cm^2,Cytosine蒸着膜はJ=0.35mA/cm^2,Guanine蒸着膜はJ=10mA/cm^2,Thymine蒸着膜はJ=2.3mA/cm^2の注入電流が観測され,塩基蒸着膜には明確に導電性があることが分かった。本研究では,さらにTime of Flight法による移動度測定を試みたが,分散型の波形しか観測されず,DNA薄膜中には多くのトラップの存在が示唆された。

報告書

(3件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2004 その他

すべて 雑誌論文 (3件) 文献書誌 (1件)

  • [雑誌論文] Electroluminescence as a probe for elucidating electrical conductivity in a DNA-CTMA layer2004

    • 著者名/発表者名
      Kunio Hirata
    • 雑誌名

      Appl.Phys.Lett. 85

      ページ: 1627-1629

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Electroluminescence as a probe for elucidating electrical conductivity in a DNA-CTMA layer2004

    • 著者名/発表者名
      K.Hirata, T.Oyamada, T.Koyama, T.Imai, H.Sasabe, C.Adachi
    • 雑誌名

      Appl.Phys.Lett. 85

      ページ: 1627-1629

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Electroluminescence as a probe for elucidating electrical conductivity in a DNA-CTMA layer2004

    • 著者名/発表者名
      K.Hirata
    • 雑誌名

      Appl.Phys.Lett 85

      ページ: 1627-1629

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] H.Inomata: "High-Efficiency Organic Electrophosphorescent Diodes Using 1,3,5-Triazine Electron Transport Materials"Chem.Mat.. 16. 1285-1291 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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