| 研究課題/領域番号 |
24550212
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 研究機関 | 島根大学 |
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研究代表者 |
山口 勲 島根大学, 総合理工学研究科(研究院), 准教授 (00272708)
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| 研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| キーワード | π共役高分子 / 熱電変換素子 / ゼーベック係数 / 電気伝導度 |
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| 研究概要 |
ピリジン環とトリアゾ－ル環から成るπ共役高分子の側鎖にナトリウムイオンを包接可能な15クラウン 5－エーテル（15C5）側鎖を導入したｎ型π共役高分子(polymer-1)を合成した。また、15C5の代わりに4-メトキシフェニル合成したｎ型π共役高分子(polymer-2)も合成した。これらの高分子の構造をＮＭＲやＩＲスペクトルにより同定した。polymer-1とpolymer-2をナトリウムナフタレニドのテトラヒドロフラン(THF)溶液にさらすことでn-ドーピングを行った。
両高分子供に、nードーピングすることで電気伝導度が未ドーピング状態のものと比較して約４桁向上した。しかし、nードーピングした両高分子の空気中での安定性は大きく異なった。つまり、polymer-1ではnードーピングにより高分子中に取り込まれたドーパントイオンであるナトリウムイオンが15C5中に取り込まれたため、空気中でもnードーピング状態をある程度安定に保つことができた。一方、polymer-2ではnードーピング後に空気中にさらすと、速やかに空気化されてしまい、電気伝導度は急激に低下した。この結果は、nードーピングしたpolymer-1の空気中に放置しても、キャリアー濃度があまり減少しないことを意味している。
ゼーベック係数は、キャリアー濃度の2/3乗に反比例することが知られている。nードーピングしたpolymer-1の空気中でのゼーベック係数の経時的な増加度は、nードーピングしたpolymer-2と比較して小さかった。この結果は、nードーピングしたpolymer-1の空気中でもキャリアー濃度があまり変化しないことに対応するものである。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本研究は、熱電変換素子用ソフトマテリアルの創製を目指すものである。熱電変換素子には、ｐ型とｎ型導電体が必要となる。ｎ型π共役高分子に電気伝導性を付与するには、ｎードーピングする必要があるが、一般にｎードーピングされたｎ型π共役高分子は空気酸化されてしまうため、空気中で不安定とある。今年度は、空気中におけるｎードーピング状態の安定性が向上したｎ型π共役高分子を合成することができ、その熱電特性を評価することができたため。
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| 今後の研究の推進方策 |
今年度は、熱電変換素子用ソフトマテリアルとして、高い電気伝導度と大きなゼーベック係数をもるｐ型π共役高分子の創製を目指す。具体的には、側鎖にアルキルスルホン酸をもつポリチオフェンを合成する。この高分子では、側鎖のアルキルスルホ基がドーパントとして機能する自己ドーピングを起こし、電気伝導性を発現することが期待される。この高分子の電気的性質や熱電特性を調べる。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
該当なし
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