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複合ナノロッドを用いた光電変換デバイス

公募研究

研究領域光―分子強結合反応場の創成
研究課題/領域番号 21020018
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関京都大学

研究代表者

今堀 博  京都大学, 物質-細胞統合システム拠点, 教授 (90243261)

研究期間 (年度) 2009 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
3,800千円 (直接経費: 3,800千円)
2010年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2009年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
キーワードナノリソグラフィー / テンプレート法 / 複合ナノロッド / バルクヘテロ接合 / ナノ光電変換素子 / 誘電泳動 / 光電流応答 / 太陽電池 / テンプレート / 有機 / 無機複合 / ナノロッド / チナフェン / I-V特性 / 走査型電子顕微鏡 / 共焦点顕微鏡
研究概要

デバイスの高性能化に伴い、デバイスの大きさはますます小さくなってきている。そのようなデバイスを作製するためには、高分解能のナノリソグラフィーが必要となってきている。しかしながら、現在の電子ビーム、ディプペン、イオンビーム、ナノインプリントリソグラフィーでは、解像度、コスト、一般性などの面で十分ではない。たとえば、ナノエレクトロニクスの開発には、20ナノメートルのギャップの電極間にナノ材料を精密に橋渡しし、電気特性を発現させる必要があるが、現状では困難である。マーキンらは、テンプレート法に着目し、ナノ細孔を持ったテンプレート内に電気化学的に、異種の金属を成長させる方法を開発した。これは、金属だけでなく、有機・無機複合ナノロッドを作製することにも適用できる。そこで両端に金属ナノロッドを配置し、中央部に光電荷分離を担うバルクヘテロ接合型ナノロッドを挟み込めば、光と分子を強く相互作用させ、高効率なナノ光電変換素子を開発できるのではないかという着想に至った。ナノロッドの作製は既報のテンプレート法により以下の手順で行った。まず、市販の陽極酸化アルミニウムテンプレートの片面に銀を蒸着し、さらに銀を電析させ基板層を形成した。次に、金を電析させ第一層を形成後、3-ヘキシルチオフェンとチオフェンを有するフラーレンを電解共重合させ第二層を形成し、さらに金を電析した。その後、濃硝酸で銀基板層、水酸化ナトリウム水溶液でテンプレートを溶解させることで、ナノロッドを分離した。得られたナノロッドは透過型電子顕微鏡法などで構造評価を行った。さらに櫛形電極間に誘電泳動により複合ナノロッドを橋渡しし、光照射下でナノロッドの電気特性を評価したところ、光電流応答を観測することに成功した。

報告書

(2件)
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2010 2009

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (2件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Good Solvent Effects of C_<70> Cluster Formations and Their Electron-Transporting and Photoelectrochemical Properties2010

    • 著者名/発表者名
      N.Tezuka, T.Umeyama, H.Imahori, et al.
    • 雑誌名

      J.Phys.Chem.B

      巻: 114 ページ: 14287-14297

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] One-Dimensional Nanostructured Semiconducting Materials for Organic Photovoltaics2010

    • 著者名/発表者名
      H.Imahori, et al.
    • 雑誌名

      J.Phys.Chem.Lett. 1

      ページ: 1020-1025

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of Electrode Structures on Photoelectrochemical Properties of ZnO Electrodes Modified with Porphyrin-Fullerene Composite Layers with Intervening Fullerene Monolayer2009

    • 著者名/発表者名
      H.Imahori, et al.
    • 雑誌名

      J.Phys.Chem.C 113

      ページ: 10798-10806

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Organic Thin-Film Solar Cell Using Electron-Donating Perylene Tetracarboxylic Acid Derivatives2009

    • 著者名/発表者名
      H.Imahori, et al.
    • 雑誌名

      J.Phys.Chem.C 113

      ページ: 15454-15466

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Rational Molecular Design for Efficient Solar Energy Conversion2010

    • 著者名/発表者名
      H.Imahori
    • 学会等名
      18th International Conference on Photochemical Conversion and Storage of Solar Energy (IPS18)
    • 発表場所
      ソウル、韓国(招待講演)
    • 年月日
      2010-07-26
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Molecular Engineering for Highly Efficient Organic Solar Cells2009

    • 著者名/発表者名
      H.Imahori
    • 学会等名
      The 4th Korea-Japan Bilateral Workshop on Dye-Sensitized and Organic Solar Cells
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 年月日
      2009-08-24
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [図書] 人工光合成と有機太陽電池2010

    • 著者名/発表者名
      今堀博(分担)
    • 総ページ数
      7
    • 出版者
      化学同人
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [図書] Bottom-up Nanofabrication2009

    • 著者名/発表者名
      H.Imahori, T.Umeyama
    • 総ページ数
      27
    • 出版者
      American Scientific Publishers
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2018-03-28  

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