| 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, 准教授 (10260374)
丸本 一弘 名古屋大学, 築波大学大学院・数理物質科学科, 准教授 (50293668)
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| キーワード | 共役ポリマー / 電子スピン共鳴 / 電界効果デバイス / ポーラロン / ポリアルキルチオフェン / フラーレン / 光電流 / 両極性動作 |
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| 研究概要 |
高分子デバイスにおける電荷担体であるポーラロン・バイポーラロンの研究を行い、下記の成果を得た。まず立体規則性ポリアルキルチオフェン(RR-P3AT)電界効果デバイスに関して次の結果を得た。(1)アルミナに比べ表面平滑度の高いSiO_2を絶縁膜とした金属-絶縁体-半導体(MIS)デバイスにおいて、電荷注入量の増加に伴い、電荷担体がスピンを持つポーラロンからスピンを持たないバイポーラロンへ変化し、スピン注入量が抑制されることを見出した。抑制が開始される電圧は、アルミナ膜の場合と比べて誘電率の違いの分だけ高電圧側にシフトするが、キャパシタンスの変化から計算される電荷密度は同一であることを確認した。(2)RR-P3AT/フラーレン複合体についてMISデバイスを作製し、印加電圧の正負に対応して、ポリマー上のポーラロンとフラーレン上のラジカルアニオンの両極性キャリアのESR信号を検出した。また絶縁体表面の疎水化処理を行った電界効果トランジスタ(FET)で両極性動作を確認した。(3)SiO_2絶縁膜によるFETのESR測定を行い、アルミナ膜の場合と同様にゲート電圧下でドレイン電圧を増加させるとグラジュアルチャネル近似に従い信号強度が減少することを見出した。
また、ポリマー/フラーレン複合体について、光誘起ESR・光電流の光強度依存性や時間応答特性から光キャリアの再結合過程を調べた。(4)A01班の山本隆一教授との共同研究として、3重結合を含み平面性の高い立体規則性ポリマーについてフラーレンとの複合体の光誘起ESR測定を行い、RR-P3ATと同様の4分子再結合過程を観測し、バイポーラロン(ポーラロンペア)の形成を示した。(5)サーフェス型セルの光電流測定により、サンドイッチセルでは見られない4分子再結合過程を観測した。
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