強誘電性液晶の異常光起電力効果を利用した新規光電変換材料の開発

• 研究課題/領域番号: 15H03797
• 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: 機能物性化学
• 研究機関: 香川大学
• 研究代表者: 舟橋 正浩 香川大学, 工学部, 教授 (90262287)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円); 2017年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2016年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2015年度: 8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円)
• キーワード: 液晶性半導体 / 強誘電性液晶 / キャリア輸送 / 光起電力効果 / オリゴチオフェン / 自発分極 / 強誘電性 / 電荷輸送 / 異常光起電力効果 / キャリア移動度 / キラリティー / Time-of-Flight法 / モレキュラーキラリティー / 内部電界 / ホール輸送 / ナノ相分離 / オリゴシロキサン

研究成果の概要

強誘電性液晶の光起電力効果について検討した。オリゴチオフェン骨格を有する強誘電性液晶を合成し、強誘電層であるキラルスメクティックC(SmC*）相において、光起電力効果が、自発分極とキャリア移動度に正比例することから、通常の接合による光起電力効果と異なり、試料バルク全体で発生した自発分極によって形成される内部電界によって発生することを明らかにした。また、この光起電力効果がラセミ体では観測されず、光学活性体のみで観測されることから、前例にない、分子キラリティーによる光起電力効果であることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] 液晶相におけるナノ相分離を利用した多重機能型光電子材料 (2018)
  • 著者名/発表者名: 舟橋正浩、山岡龍太郎
  • 雑誌名: 化学工業 巻: 69 ページ: 30-36
• [雑誌論文] Liquid- Crystalline Phthalocyanine Derivatives Bearing Oligosiloxane Moieties: Soft Columnar Mesophases Stabilized by Nanosegregation (2017)
  • 著者名/発表者名: R. Yamaoka, M. Funahashi
  • 雑誌名: ChemistrySelect 巻: 2 号: 36 ページ: 11934-11941
  • DOI: 10.1002/slct.201702592
  • 査読あり
• [雑誌論文] Anomalous photovoltaic effect based on molecular chirality: Influence of enantiomeric purity on the photocurrent response in π-conjugated ferroelectric liquid crystals (2017)
  • 著者名/発表者名: A. Seki, Y. Funatsu, M. Funahashi
  • 雑誌名: Phys. Chem. Chem. Phys. 巻: 19 号: 25 ページ: 16446-16455
  • DOI: 10.1039/c7cp02624b
  • 査読あり
• [雑誌論文] Integration of electro-active π-conjugated units in nanosegregated liquid-crystalline phases, (2017)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Funahashi
  • 雑誌名: Polymer Journal 巻: 49 号: 1 ページ: 75-83
  • DOI: 10.1038/pj.2016.91
  • NAID: 40021031259
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Transport of ions and electrons in nanostructured liquid crystals (2017)
  • 著者名/発表者名: Takashi Kato, Masafumi Yoshio, Takahiro Ichikawa, Bartolomeo Soberats, Hiroyuki Ohno, Masahiro Funahashi
  • 雑誌名: Nature Reviews Materials 巻: 2 号: 4 ページ: 17001-17001
  • DOI: 10.1038/natrevmats.2017.1
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Photovoltaic Effects in Ferroelectric Liquid Crystals based on Phenylterthiophene Derivatives (2016)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Seki, Masahiro Funahashi
  • 雑誌名: Chemistry Letters 巻: 45 号: 6 ページ: 616-618
  • DOI: 10.1246/cl.160183
  • NAID: 130005155019
  • ISSN: 0366-7022, 1348-0715
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Nanostructure formation based on the functionalized side chains in liquid-crystalline heteroaromatic compounds (2016)
  • 著者名/発表者名: A. Seki, M. Funahashi
  • 雑誌名: Heterocycles 巻: 92 号: 1 ページ: 3-30
  • DOI: 10.3987/rev-15-827
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] In-situ polymerization of liquid-crystalline thin films of electron-transporting perylene tetracarboxylic bisimide bearing cyclotetrasiloxane rings (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Takenami, S. Uemura, M. Funahashi
  • 雑誌名: RSC Advances 巻: 6 号: 7 ページ: 5474-5584
  • DOI: 10.1039/c5ra23518a
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Liquid-crystalline perylene tetracarboxylic bisimide derivative bearing trisiloxan-2-yl moieties: Influence on mesomorphic property and electron transport (2016)
  • 著者名/発表者名: M. Funahash, N. Takeuchi, A. Sonoda
  • 雑誌名: RSC Advances 巻: 6 号: 22 ページ: 18703-18710
  • DOI: 10.1039/c5ra23119a
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Ferroelectric liquid-crystalline semiconductors based on a phenylterthiophene skeleton: Effect of introduction of oligosiloxane moieties and photovoltaic effect (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Funatsu, A. Sonoda, M. Funahashi
  • 雑誌名: Journal of Materials Chemistry C 巻: 3 号: 9 ページ: 1982-1993
  • DOI: 10.1039/c4tc01690d
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Circularly polarized light emission from chiral nematic phenylterthiophene dimer exhibiting ambipolar carrier transport (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Hamamoto, M. Funahashi
  • 雑誌名: Journal of Materials Chemistry C 巻: 3 号: 26 ページ: 6891-6900
  • DOI: 10.1039/c5tc00705d
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] 環状シロキサン鎖を導入した液晶性電子機能材 料の薄膜状態での重合 (2017)
  • 著者名/発表者名: 舟橋正浩
  • 学会等名: 第66回高分子討論会
  • 招待講演
• [学会発表] Coupling of electronic function with ionic transport and ferroelectricity in liquid crystalline p-conjugated systems (2017)
  • 著者名/発表者名: M. Funahashi
  • 学会等名: KJF-ICOMEP 2017
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Electronic functions of nanosegregated structures in liquid-crystalline-conjugated materials bearing cyclotetrasiloxane rings and polar moieties (2017)
  • 著者名/発表者名: M. Funahashi
  • 学会等名: China-Japan Joint Symposium on Functional Supramolecular Systems
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] シクロテトラシロキサン環とイオン性部位を導入したペリレンビスイミド誘導体の液晶性と薄膜状態での重合 (2017)
  • 著者名/発表者名: 舟橋正浩、上村忍
  • 学会等名: 第66回高分子討論会
• [学会発表] Bulk photovoltaic effect in π-conjugated ferroelectric liquid crystals based on an oligothiophene skeleton (2017)
  • 著者名/発表者名: A. Seki, M. Funahashi
  • 学会等名: 16th International Conference On Ferroelectric Liquid Crystals
  • 国際学会
• [学会発表] 高次のスメクチック相における表面安定化を利用したバルク光起電力効果の特性改善 (2017)
  • 著者名/発表者名: 関淳志、舟橋正浩
  • 学会等名: 第２１回液晶化学研究会シンポジウム
• [学会発表] キラルな側鎖を有するフェニルクォーターチオフェン誘導体の液晶性評価 (2017)
  • 著者名/発表者名: 関淳志、舟橋正浩
  • 学会等名: 2017年日本液晶学会討論会・液晶交流会
• [学会発表] 重合性環状シロキサン部位を導入したπ共役強誘電性液晶のスピンコート薄膜特性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 中川順平、関淳志、舟橋正浩
  • 学会等名: 2017年日本液晶学会討論会・液晶交流会
• [学会発表] 機能集積型液晶性半導体の開発: π共役強誘電性液晶の分子不斉に由来したバルク光起電力効果 (2017)
  • 著者名/発表者名: 関淳志、舟橋正浩
  • 学会等名: 第66回高分子討論会
• [学会発表] 重合性環状シロキサン部位導入したπ共役強誘電性液晶のスピンコート薄膜特性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 中川順平、関淳志、舟橋正浩
  • 学会等名: 第２１回液晶化学研究会シンポジウム
• [学会発表] オリゴシロキサン部位を有するフタロシアニン誘導体の凝集構造がキャリア輸送特性へ及ぼす影響 (2017)
  • 著者名/発表者名: 山岡龍太郎、舟橋正浩
  • 学会等名: 日本化学会第98春季年会
• [学会発表] Bulk photovoltaic effect in π-conjugated ferroelectric liquid crystals (2017)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Seki, Masahiro Funahashi
  • 学会等名: the third Asian Conference on Liquid Crystals (ACLC 2017)
  • 発表場所: National Cheng Kung University, Taiwan
  • 国際学会
• [学会発表] Soft matter electronics based on nanosegregated π-conjugated liquid crystals (2016)
  • 著者名/発表者名: M. Funahashi
  • 学会等名: Matcon 2016 (International Conference on Materials for Millennium
  • 発表場所: Kochi, India
  • 年月日: 2016-01-14
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Redox-active liquid-crystalline polymer thin films with nanosegregated structures based on perylene bisimide bearing cyclotetrasiloxane rings (2016)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Funahashi
  • 学会等名: International Meeting on Information Displays (IMID) 2016
  • 発表場所: ICC, Jeju, Korea
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 結晶的な構造と液体的な構造をナノメータースケールで集積する-ナノ相分離型液晶性電子機能材料- (2016)
  • 著者名/発表者名: 舟橋正浩
  • 学会等名: 第25回有機結晶シンポジウム
  • 発表場所: 京都大学、京都市
  • 国際学会
• [学会発表] Anomalous photovoltaic effect in ferroelectric liquid crystals based on phenylterthiophene unit (2016)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Seki, Masahiro Funahashi
  • 学会等名: International Liquid Crystal Conference 2016
  • 発表場所: Kent State University, Kent, Ohio
  • 国際学会
• [学会発表] π共役系強誘電性液晶における異常光起電力効果 / Anomalous Photovoltaic Effect in π-conjugated Ferroelectric Liquid Crystals (2016)
  • 著者名/発表者名: 関淳志、舟橋正浩
  • 学会等名: 第26回日本MRS年次大会
  • 発表場所: 産業貿易センタービル、横浜市
  • 国際学会
• [学会発表] Functionalization of polymerizable liquid crystalline semiconductors based on nanosegregation (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Funahashi
  • 学会等名: Pacifichem 2015
  • 発表場所: Honolulu, USA
  • 年月日: 2015-12-15
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] ナノ相分離型液晶性電子機能材料の高分子化と電子・電気化学機能 (2015)
  • 著者名/発表者名: 舟橋正浩
  • 学会等名: 高分子学会東海支部講演会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2015-12-05
  • 招待講演
• [学会発表] Electronic functions of liquid-crystalline dyes bearing cyclic organosiloxane moieties (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Funahashi
  • 学会等名: The 7th East Asia Symposium on Functional Dyes and Advanced Materials (EAS-7)
  • 発表場所: Sakai, Japan
  • 年月日: 2015-09-02
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] In situ polymerization of liquid crystalline semiconductors bearing cyclotetrasiloxane rings (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Funahashi
  • 学会等名: International Meeting on Information Displays 2015
  • 発表場所: Daegu, Korea
  • 年月日: 2015-08-18
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 環状シロキサン部位を有する液晶性半導体の重合薄膜の作製と電子機能 (2015)
  • 著者名/発表者名: 舟橋正浩
  • 学会等名: 高分子学会東海支部講演会
  • 発表場所: 岐阜
  • 年月日: 2015-08-07
  • 招待講演
• [図書] 「Time-of-Flight法によるキャリア移動度の測定」 日本液晶学会編「液晶科学実験講座－基礎と計測－」、第14章 (2017)
  • 著者名/発表者名: 舟橋正浩（分担）
  • 総ページ数: 205
  • 出版者: 国際文献社
  • ISBN: 9784902590753
• [図書] 自己組織化マテリアルのフロンティア (2015)
  • 著者名/発表者名: 舟橋正浩（分担執筆）
  • 総ページ数: 300
  • 出版者: フロンティア出版
• [備考] 舟橋研究室トップページ
  • URL: http://www.eng.kagawa-u.ac.jp/~m-funa/Funahashi_2010_Top.html
• [備考] 舟橋研究室研究内容
  • URL: http://www.eng.kagawa-u.ac.jp/~m-funa/Funahashi_2010_Research.html
• [備考] 舟橋研究室研究業績
  • URL: http://www.eng.kagawa-u.ac.jp/~m-funa/Funahashi_2010_publication.html