| 研究課題/領域番号 |
15K13334
|
|---|
| 研究機関 | 長岡技術科学大学 |
|---|
研究代表者 |
鵜沼 毅也 長岡技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20456693)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
|
| キーワード | 共役ポリマー / テラヘルツ |
|---|
| 研究実績の概要 |
有機半導体である共役ポリマーを薄膜状にして高いバイアス電場を印加し，光パルスを入射させたときに電子系がどのように高速応答するのかを，テラヘルツ時間領域放射分光によって調べている。本年度は，ポリマー主鎖の異なる複数の薄膜試料について得られたテラヘルツ放射波形から，普遍的な性質を導き出すことをねらって解析を進めた。それに加えて，薄膜試料のモルフォロジーを走査プローブ顕微鏡イメージから調べ，面内の伝導経路がどのように形成されているのかを議論した。
テラヘルツ放射波形は，ピコ秒（10の-12乗秒）あるいはそれ未満の短い時間スケールで試料に素早く流れる電流の時間発展を反映しており，電流の時間微分に比例して生じる。したがって，テラヘルツ放射波形によってバリスティック伝導の兆候を捉え，その性質を詳しく特徴づけることができる。ポリマー主鎖の異なるポリチオフェン，ポリフェニレンビニレンなどの薄膜試料におけるテラヘルツ放射波形は，共通のほぼ同じ形状を持っていることが分かった。さらに，比較対象として用意した無機半導体のGaAsの場合とは，異なる電場符号変化を示すことが判明した。現在，これらの点に注目して，シミュレーションを交えながらテラヘルツ放射波形の詳細な議論を行っている。一方，薄膜試料は分子鎖の集合体であるので，伝導経路をナノメートルスケールで把握して制御することが試料の品質向上のために重要である。ポリチオフェンにおいて，モルフォロジーと伝導メカニズムの間の関係性を示す結果が，走査プローブ顕微鏡イメージの解析から得られた。
|
| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
当初困難が予想された共役ポリマー薄膜からのテラヘルツ放射波形を複数のケースで得ることができ，信号に現れている電子系の超高速応答を詳しく解析している段階にある。また，共役ポリマー薄膜の走査プローブ顕微鏡イメージから伝導メカニズムに関する新たな知見を得て，論文として応用物理系の専門誌に載せることができた。全体的に次年度の計画へスムーズにつながる状態である。以上のことから，目的の達成に向けて研究が順調に進展していると評価される。
|
| 今後の研究の推進方策 |
本研究はこれまでおおむね順調に進展してきているので，今後も引き続きフェムト秒レーザーパルスをトリガーにしたテラヘルツ時間領域放射分光システムを中心的な測定装置として活用し，有機半導体材料を舞台にしたバリスティック伝導現象の探究を進める。現在行っている共役ポリマー薄膜からのテラヘルツ放射波形の分析結果が出そろい次第，その結果を試料作製の段階にフィードバックし，バリスティック伝導の特徴を明瞭に捉えるための試料作製上の工夫を施していく。
|
| 次年度使用額が生じた理由 |
研究成果の論文を専門誌へ投稿し，当初は本年度3月下旬に論文が掲載される見込みであったため，掲載関係費用の支払いに備えておく必要があった。掲載日が結果的に次年度4月上旬へずれ込んだことによって，助成金の次年度使用額が生じた。
|
| 次年度使用額の使用計画 |
上記論文の掲載料およびオープンアクセス化費用を支払い，わずかな残額は翌年度の助成金と合わせて実験用消耗品（薬品および液体窒素）の購入に充てる。
|
