| 研究実績の概要 |
本課題では、予め化学酸化剤(例えばFe(OTs)3)を塗布し、共役モノマー(例えばEDOTなど)の蒸気を供給することで、導電性高いπ共役高分子を簡便に形成できる「気相酸化重合法」を起点に、従来とは逆の着想で「共役モノマーを予め塗布、揮発性の酸化剤を気相供給する」ことで、従来揮発性や熱安定性に制限されていた多様な共役モノマーの高分子化法として提示することを目的としている。特に各種元素(Se, Bなど)含有共役モノマーへと対象を拡張し、気相重合を「無置換・元素ブロック共役高分子」のその場形成法として展開した。
(1) 元素ブロック共役高分子の電子・光物性
昨年度までに気相重合で得たビセレノフェンやBODIPYなどの元素ブロック含有共役高分子を対象に、高分子ドナーとしての電子・光物性を検討した。ベンゾチアジアゾールなど電子求引性のコア部位導入やSe, Teなど重原子効果で長波長域の吸収を向上し、バンドギャップの調節を明らかにした。また、単層素子およびくし形電極を用いてホール移動度の異方性についても2桁程度あることを明らかにした。PCBMをアクセプターとして組み合わせた有機薄膜太陽電池では光電変換効率1%に留まり、界面制御が今後の課題として挙げられる。
(2) 電解重合との比較
気相重合及び電解重合で得られたポリチオフェンを例に、UV, AFMにより比較したところ、気相重合では100-200nmの粒状のポリチオフェンが緻密に形成され、より高い移動度を示すことを明らかにした。現在MOFを鋳型とする気相重合ポリチオフェンの異方導電性についても班内連携(A02班 京大植村グループ)と進めている。
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