| 研究課題/領域番号 |
21K05216
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| 研究機関 | 埼玉工業大学 |
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研究代表者 |
木下 基 埼玉工業大学, 工学部, 教授 (40361761)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | 光配向 / 色素 / 液晶 / 有機半導体 |
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| 研究実績の概要 |
本研究においては、有機エレクトロニクスデバイスに代表される有機ELや太陽電池などで実績のある有機半導体において、光配向性を示す分子の探索が光配向性有機半導体を開発する上で手がかかりになることから、これまでに、オリゴチオフェン誘導体、クマリン誘導体、ベンゾピリドベンズイミダゾール誘導体、ペリレン誘導体など、いくつかの有機半導体を用いて光配向性について検討してきた。光配向性の評価は、液晶は微弱な分子の応答を増幅できる系として最適なことから、分子骨格の探索段階においては、液晶中における有機半導体の光配向挙動を観察することで行った。今年度は、有機ELの赤色発光材料としても実績のあるNKX-1986について検討した。ある一定以上の光強度でポンプ光を照射したところ、ゆらぎを伴う回折像が観察されることがわかった。これはサンプルを透過した光が液晶の配向変化に基づく自己位相変調効果に基づいて位相差が生じるためである。さらに、照射光強度を増大させると、形成される干渉縞数が増加することがわかった。これらの光応答挙動はこれまでのオリゴチオフェン誘導体やクマリン誘導体と同様な干渉縞形成挙動を示すことから、NKX-1986は液晶を光配向可能な色素として機能することが示唆された。従来のオリゴチオフェン系よりも長波長光源による光配向が可能なことから、省エネルギーかつ、化合物へのダメージ軽減化にも寄与できるとして材料として期待できることから、意義ある結果であることが示唆される。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
コロナ禍における研究室での研究活動は感染対策の観点から３蜜を避けて行ってるため連続して研究に避ける時間が従来よりも減少している。また、これまで光配向性色素の探索において用いてきたアルゴンイオンレーザーが急に故障したため、従来の色素を用いて、より詳細に検討することができなくなった。それゆえ、代替のDPPSレーザーの発振波長で光配向可能な色素の探索をせざるを得なくなったので、研究の進展が遅れた。
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| 今後の研究の推進方策 |
今年度、見出した化合物は、光配向性有機半導体の候補となることから、その光応答挙動を詳細に調べる。特に、波長選択性がある色素が多いことから、必要に応じて半導体レーザーを導入し、Z-Scan法を用いて、色素の基本骨格が非線形光学効果に及ぼす効果などを検討する。また、分子構造計算を積極的に利用して、光配向性有機半導体に共通する特徴を浮き彫りにし、光配向特性と分子構造との相関関係について明確にする。さらに、電極を付けたデバイスの電場応答挙動についても評価・検討を予定している。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
これまで光配向性色素の探索において用いてきたアルゴンイオンレーザーが急に故障し、従来の色素をより詳細に検討することができなくなったため、代替のDPPSレーザーの発振波長で光配向可能な色素の探索をせざるを得なくなったため、研究の進展が遅れ、予定していた材料やレーザーおよび光学部品の購入に費用がかからず、未使用額が生じた。本年度は、サンプル調製のための試薬類、ガラス基板、スペーサーおよび光学素子の購入を予定している。また、世間的な情勢を鑑みて、学会などにおける発表、情報収集、および論文投稿を計画している。
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