| 研究課題/領域番号 |
17067007
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
黒田 新一 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20291403)
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| 研究分担者 |
伊東 裕 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (10260374)
丸本 一弘 筑波大学, 大学院・数理物質科学科, 助教授 (50293668)
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| キーワード | 共役ポリマー / 電子スピン共鳴 / ポーラロン / バイポーラロン / ポリアルキルチオフェン / フラーレン / LB膜 / ハロゲン架橋金属錯体 |
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| 研究概要 |
デバイス構造を用いて、共役ポリマー中の電荷キャリアと予想されるポーラロン、バイポーラロンの研究を行った。まず、電子スピン共鳴による測定に適したサイズの石英基板、アルミナ絶縁膜を用いた金属-絶縁体-半導体ダイオードを作製し、立体規則性ポリアルキルチオフェン(RR-PAT)における電場誘起ポーラロンの検出と特性評価を行った。その結果次にあげる多くの成果を得た。(1)基板に対し高分子鎖が立つ配向を取ることをg値、線幅の角度依存性から見出した。基板の凹凸による配向性の乱れの程度を密度汎関数法により計算されたポーラロンスピン密度によって調べた。(2)印加電圧が高くなると、電場誘起スピン濃度が頭打ちになる、ポーラロン-バイポーラロン転移の直接的証拠を見出した。(3)アルキル鎖長が短くなるほど線幅が狭くなることを見出し、移動度との相関を明らかにした。(4)ボトムコンタクト型デバイスにおけるポーラロンを検出し電界効果トランジスタとの同時測定を行った。(5)RR-PAT/フラーレン複合体を用いてMISダイオードを作製し、逆バイアス下でフラーレンの信号を見出し、両極性挙動を明らかにした。(6)RR-PAT/脂肪酸混合LB膜における膜構造、配向性を電子スピン共鳴により調べた。(1)はA04班阿部グループ、(6)はA01班陸川グループとの共同研究である。
一方、RR-PATにおける電気伝導特性の研究も進め、(7)立体規則性でドープ濃度10%、立体不規則性で20%を境に熱活性ホッピングから可変領域ホッピングに伝導機構が変わることを見出し、ポーラロン波動関数広がりとの相関を明らかにした。また、(8)光伝導のアクションスペクトルを電極バイアス、照射方向に注目して解析した。
さらに、導電性高分子と関連した1次元構造をもつハロゲン架橋金属錯体について、(9)電気伝導の異方性を明らかにし、(10)電子スピン共鳴法により光励起ポーラロンを見出した。
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