What is the role of insulating polymers in conductive polymer diluted thin films?

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2022年度はポリフルオレン（PFO）とポリスチレン（PS）を混合することによって形成されるPFOのβ相に関して、両者の混合比率とβ相の形成量の関係について検討を進めた。これまでβ相形成は吸収スペクトルの変化から評価されてきたが、従来法ではPFOの凝集による変化もβ相として評価されてしまっていた。そこで、従来法による評価に加え、PFOの凝集とβ相それぞれに由来する吸収ピークの強度比から両者を区別することで、定量的なβ相形成量の評価を試みた。PFO:PS混合膜に含まれるPSの割合を10～90%となるように調整した膜の吸収スペクトルの変化から評価した結果、PSの割合が70%の時に混合膜に含まれるPFOのコンフォメーション変化量が最大となり、そのうちの20%程度がβ相を形成していることが明らかとなった。β相の形成量と電気特性との相関も検証するために、混合比率を変えた複数のPFO:PS混合膜を用いて電子オンリー素子（EOD）を作製し、電流－電圧測定を行った。その結果、①β相は形成されていなくてもPSとの混合によってPFOのコンフォメーションに変化が生じれば電流密度が増加すること、②β相の形成量と電流密度の増加との間に明らかな正の相関があること、③β相の形成量が最大となる条件で製膜した素子では完全なアモルファス膜を用いた素子に比べ電流密度が3桁以上増加すること、などの結果が得られた。ほかの材料とPFOとを混合した場合のβ相形成についての検証も実施した。ポリエチレン（PE）やポリ（メタクリ酸メチル）（PMMA）などの高分子、直鎖状アルカン、フラーレン誘導体（PCBM）、金属フタロシアニンなど多種多様な材料を取り上げ、吸収スペクトルの変化から評価した結果、直鎖状アルカンと混合することでβ相に由来する吸収ピークがPSとの混合させた場合よりも強く現れることが分かった。