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フラーレン・金属錯体積層構造を用いた機能調和型高効率光電変換機能材料の構築

利用富勒烯/金属复合层状结构构建功能协调的高效光电转换功能材料

基本信息

批准号：
15656242
负责人：
尾上順
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

太陽光を効率良く吸収する金属ポルフィリン錯体と電子親和力が大きいフラーレンを交互に組み合わせた積層構造を創製し、その構造と電子構造を評価し、光電変換機能の評価を行ない、高い量子効率を有する機能調和型光電変換素子への展開を目的とする。まず、フラーレンと金属ポルフィリン錯体との相互作用を調べることが重要であり、そのために、交互積層構造の電子構造をIn situ光電子分光を用いて調べた。既存の光電子分光装置に付設した超高真空蒸着チャンバーに、所長リーダーシップで製作した金属錯体導入セルおよび既存のフラーレン導入セルを真空蒸着チャンバーに取り付け、水晶振動子を用いて蒸発温度と蒸着速度の基礎データを取得した。水晶振動子により蒸着レートをモニターしながら、グラファイト基板上にフラーレン層(10nm)を作製し、その上に金属ポルフィリン錯体Zn(oep)層(10nm)をデポして光電子分光を測定した。その結果、亜鉛のピークが高エネルギー側にシフトし、フラーレンの炭素ピークが低エネルギー側にシフトしていたことから、金属ポルフィリンからフラーレンに電荷移動が起こっていることがわかった。通常、フラーレンは高い電子受容能力を有し、ポルフィリンからフラーレンに電荷移動が起こることが知られている。フラーレンからポルフィリンへ電荷移動が起こるのは今回が初めての観測例と考えられるが、メカニズムについては第一原理計算による理論解析を行っている最中である。さらに、この積層膜の上にフラーレン層をデポすると、水晶振動子の測定から下地のZn(oep)層が見えなくなる程度にフラーレン層をデポしているにもかかわらず、Zn(oep)層のピークの強度がほとんど変化せずに観測した。参照として、フラーレンとZn(oep)が1:1の混晶の単結晶の光電子スペクトルを測定して比較した結果、まったく同じスペクトル形状をしていることがわかった。このことより、下地がZn(oep)層の場合、フラーレン分子をデポすると、Zn(oep)層に入り込んでいき最終的には1:1の混晶構造を形成するという化学的には非常に面白い現象を発見した。

The solar energy absorption rate is good, the electron affinity is high, the electron affinity is high, the electron The electronic structure of the multilayer structure is modulated In situ by photoelectron spectroscopy. The ultra-high vacuum evaporation temperature and evaporation speed of existing optoelectronic spectroscopic devices are obtained by introducing metal complexes into existing optoelectronic devices. The crystal vibration particles are evaporated into a thin layer (10nm) on the crystal substrate, and the upper metal particles are separated into thin layers (10nm). The results are as follows: lead, lead, carbon, metal, metal, charge transfer, etc. Usually, the electron capacitance is high, and the charge transfer is high. The first principle calculation is the theoretical analysis. In addition, the upper layer of the multilayer film is measured by the crystal oscillator, and the lower Zn(oep) layer is measured by the crystal oscillator. The results of the photoelectron measurements of the mixed crystals of Zn(oep) 1:1 were compared with those of Zn(oep) 1:1. In the case of Zn(oep) layer, the molecular structure of Zn (oep) layer is mixed with 1:1 mixed crystal structure and the chemical structure is mixed with 1:1 mixed crystal structure.