2010 Fiscal Year Annual Research Report
複合ナノロッドを用いた光電変換デバイス
Publicly Offered Research
| Project Area | Strong Photons-Molecules Coupling Fields for Chemical Reactions |
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| Project/Area Number |
21020018
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
今堀 博 京都大学, 物質-細胞統合システム拠点, 教授 (90243261)
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| Keywords | ナノリソグラフィー / テンプレート法 / 複合ナノロッド / バルクヘテロ接合 / ナノ光電変換素子 / 誘電泳動 / 光電流応答 / 太陽電池 |
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| Research Abstract |
デバイスの高性能化に伴い、デバイスの大きさはますます小さくなってきている。そのようなデバイスを作製するためには、高分解能のナノリソグラフィーが必要となってきている。しかしながら、現在の電子ビーム、ディプペン、イオンビーム、ナノインプリントリソグラフィーでは、解像度、コスト、一般性などの面で十分ではない。たとえば、ナノエレクトロニクスの開発には、20ナノメートルのギャップの電極間にナノ材料を精密に橋渡しし、電気特性を発現させる必要があるが、現状では困難である。マーキンらは、テンプレート法に着目し、ナノ細孔を持ったテンプレート内に電気化学的に、異種の金属を成長させる方法を開発した。これは、金属だけでなく、有機・無機複合ナノロッドを作製することにも適用できる。そこで両端に金属ナノロッドを配置し、中央部に光電荷分離を担うバルクヘテロ接合型ナノロッドを挟み込めば、光と分子を強く相互作用させ、高効率なナノ光電変換素子を開発できるのではないかという着想に至った。ナノロッドの作製は既報のテンプレート法により以下の手順で行った。まず、市販の陽極酸化アルミニウムテンプレートの片面に銀を蒸着し、さらに銀を電析させ基板層を形成した。次に、金を電析させ第一層を形成後、3-ヘキシルチオフェンとチオフェンを有するフラーレンを電解共重合させ第二層を形成し、さらに金を電析した。その後、濃硝酸で銀基板層、水酸化ナトリウム水溶液でテンプレートを溶解させることで、ナノロッドを分離した。得られたナノロッドは透過型電子顕微鏡法などで構造評価を行った。さらに櫛形電極間に誘電泳動により複合ナノロッドを橋渡しし、光照射下でナノロッドの電気特性を評価したところ、光電流応答を観測することに成功した。
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