| 研究概要 |
二つの物質を接触させると界面で電荷の再分布が起こり,接触界面に電気二重層が形成され,両者の物質のフェルミ準位が等しくなるところで平衡状態に達する。例えば,半導体のpn接合部にはp型層とn型層間の電荷のやりとりにより電位勾配が生じ,光照射により光起電効果が認められる。このように有機/有機界面あるいは有機/無機界面における電荷注入やダイナミクスなどは,素子の特性や機能などに大きく関与していることから,界面の電子状態や電荷注入現象などナノ界面における情報を把握することが極めて重要である。本研究では,界面電子現象を解く鍵となる機能の源を十分に把握し,その機構を理解することにより界面物性評価技術の確立を目的とした。また,界面電気化学現象に注目し、動的界面の重要性とその役割について検討した。
有機/有機ヘテロ界面および有機/電極界面のごく近傍における話題を取り上げ,十分に解決されていなかった問題を浮き彫りにするとともに,界面電子物性を評価する一手法として光電子分光法およびケルビンプローブ法を検討した。また,電気化学における界面は,電極と電解質の共存系であり,この界面を介した電位勾配のある場での電荷の移動,化学種の変化や吸着,移動が起こり,それに溶媒が関与する不均一系での反応であるため,界面自体が化学変化することも予想されるので非常に複雑となり,ナノ界面では実に様々な現象が生じていることが理解できたが,将来この方面のさらなる発展の可能性を期待したい。現状では,界面電子現象を静的にも,動的にもどのような手法で評価し,どのように解釈するのかなど技術的な問題もあることは避けられないが,光電子分光法およびケルビンプローブ法によるナノ界面の電子状態の解明は極めて有効な手法であることが明らかになった。本研究は,界面物性評価技術の確立を目的とした基礎研究でもあり,界面電子現象を詳細に把握することにより,新たな物性、知能的機能などが明らかにされ,有機分子を基本構造とする電子素子からなる新規なエレクトロニクス技術につながると考える。
分子や細胞など1-1,000nmの単位で物質を操作するナノテクノロジーは,超高感度,超高強度の性質を持つ素材や製品を作ったり,体内の目指す場所に薬を運んだりといった物理,化学,医療など広い分野での応用が期待されている。このような観点からも,界面における電子現象の把握は極めて重要である。
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