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本研究は、種々のエネルギー準位の異なる高分子半導体の分子設計・合成を行い、異種高分子半導体からなる二重層フィルムのヘテロ接合を電極上に形成し、効率の良い光化学変換システムを構築することを目的とする。
本年度はまず遷移金属錯体触媒を用いる炭素-窒素結合生成反応により、代表的な導電性高分子であるポリアニリン類縁体のポリアミノピリジンを合成した。そして、この合成法では、結合位置が高度に制御されたポリアミノピリジンが効率よく生成することを明らかにした。また、モノマーの反応性の違いを結合部位の炭素元素・窒素元素の電子密度の差から説明できることを分子軌道計算の結果から明らかにした。
有機金属重縮合法によりいくつかのp型及びn型高分子半導体を合成・キャストし、高分子半導体電極を調製した。暗所及び光照射時におけるメルカプトエタノールの電気化学的酸化反応特性を比較したところ、p型高分子半導体修飾電極とn型高分子半導体電極では光アノード反応性が異なり、n型高分子半導体修飾電極上において光アノード反応が起こることが確認された。これに対し、異種高分子半導体積層フィルムを導入した修飾電極では、p型高分子半導体電極表面でも光アノード反応が進行することが確認され、p-n接合界面での光キャリア発生に基づき、光アノード反応が進行することが示唆された。
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