| 研究課題/領域番号 |
16K04941
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| 研究機関 | 国立研究開発法人情報通信研究機構 |
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研究代表者 |
山田 俊樹 国立研究開発法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所フロンティア創造総合研究室, 主任研究員 (10359101)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 電気光学ポリマー / 電気光学色素 / 耐熱性 / 電荷注入 / 有機半導体 / 屈折率変調 |
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は、新規な有機屈折率変調材料・デバイスの開発を行うことである。
光通信波長のOバンド（1.3μm帯）やCバンド（1.5μm帯）で利用され、超高速応答が可能な有機電気光学ポリマーに対しては新規な耐熱性・熱安定性を有する電気光学ポリマーの開発を行う。これまでCバンド用の電気光学色素・ポリマーの開発を行ってきたが平成29年度はOバンド用の電気光学色素・ポリマーの開発を中心に行った。電気光学定数ｒ及び超分極率βは吸光係数（1.3μm帯あるいは1.5μm帯）と一般にトレードオフの関係にあり、Cバンド用によい電気光学色素はOバンドでは吸光係数が高いため、Oバンドで適した電気光学色素を開発した。Tgが199℃のクロスリンク型の電気光学ポリマーでは引続き耐熱性テストを行っており、105℃でも長期間の安定性が確認された。
有機半導体への電荷注入による新規な屈折率変調に関する研究では材料系の選定を行なった。本研究の使用波長（近赤外（～800nm（生体透過波長域））、可視光の波長域）では、透明電極透明のITOやIZOを電極として使用する必要ある。ITOなどの透明電極からホール注入が可能である材料系の探索を行なった。有機半導体材料への電荷注入による屈折率変化を測定するために透過型エリプソメトリー法の考案し、その構築を進めた。ファンクションジェネレータ等を用い、バイアス電圧を持つ矩形波をパワーアンプを通したのちに試料に印加する。外部からの電荷注入によって生じたラジカルカチオン・アニオンの生成により、分子の電子状態が変わり、それに伴って巨視的には複素誘電率が変化する。その変化を、ロックイン検出法を用いて透過型エリプソメトリー法で測定する。MHz程度までの屈折率変化に対する応答をプローブできる測定系の構築をすすめた。
本研究に関連するテーマで招待講演、依頼講演も行った。
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| 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
光通信波長のOバンド（1.3μm帯）やCバンド（1.5μm帯）で利用され、超高速応答が可能な有機電気光学ポリマーに対しては新規な耐熱性・熱安定性を有する電気光学ポリマーの開発を行った。これまでCバンド用の電気光学色素・ポリマーの開発を行ってきたが今年度はOバンド用の電気光学色素・ポリマーの開発を中心に行った。電気光学定数ｒ及び超分極率βは吸光係数（1.3μm帯あるいは1.5μm帯）と一般にトレードオフの関係にあり、Cバンド用によい電気光学色素はOバンドで吸光係数が高いため、Oバンドで適した電気光学色素を開発した。Tgが200℃程度のクロスリンク型の電気光学ポリマーでは引続き耐熱性テストを行っており、105℃でも長期間の安定性が確認された。
有機半導体への電荷注入による新規な屈折率変調に関する研究では材料系の選定を行なった。本研究の使用波長（近赤外（～800nm（生体透過波長域））、可視光の波長域）では、透明電極透明のITOやIZOを電極として使用する必要ある。このためITOなどの透明電極から電荷注入が可能である材料系の探索を行なった。また有機半導体材料への電荷注入による屈折率変化を測定するために透過型エリプソメトリー法の考案とその構築を進めた。全体としてはおおむね順調に進展していると考えている。
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| 今後の研究の推進方策 |
赤外光（1.3, 1.5μm）での超高速応答が可能な新規な耐熱性・熱安定性を有する電気光学ポリマーの開発を引き続きおこなっていく。今年度の成果を踏まえ、Oバンド用（1.3μm帯）及びCバンド用（1.5μm帯）それぞれについて最適な電気光学色素及び電気光学ポリマーの研究開発を推進していく。
近赤外（～800nm（生体透過波長域））、可視光の波長域における、MHz程度の応答周波数を有し、有機半導体材料への電荷注入による新規な屈折率変調に関する研究では、今年度の有機半導体材料の選定及び構築した測定系を用いて、今後はMHz程度の応答周波数をもつ有機半導体への電荷注入による新規な屈折率変調の動作確認等を行なう。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
次年度の研究費の使途としては、主として測定系の構築に関連した光学部品及び電子部品の購入を計画している。当該助成金（B-A）26752円は、実験と関連した消耗品の購入を計画している。
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