LBおよび有機分子線エピタキシー法による超高速光電変換有機超薄膜の作成

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本研究は, 我々がここ数年来進めてきた一分子内に電子受容(A), 色素増感(S), 電子供与(D)の三つの機能を有する両親媒性化合物単分子膜によるサブn秒以下の超高速光電変換分子素子の分子設計を一段と飛躍させて, 数p秒の応答速度を持つ分子素子を作製すると共に, LB膜系での, 速やかな電子移動の障害となっているA, S, D機能部位間を連結している炭化水素鎖を完全に除去したA, S, D部位からのみ成る, 分子または錯体の数分子程度の厚さをもつA, S, D積層有機超薄膜を, 有機分子線エピタキシー法により作製することを目的とする.本年度は, まず従来のD-A-Sの折り返しによるA-S-D型分子について, 以下に示す分子の構造, 製膜条件等が光電変換効率にどのような効果を及ぼすかを詳細に検討した. 1)A-S, D-S間の距離をD-A, A-S間の炭化水素鎖長を変えて制御した場合の効果. 2)A-S-D型分子における電荷分離状態からの逆電子移動抑制のためのD存在の効果のA-S-D型およびA-S高分子の光電変換効率の比較による検討. 3)折り返し分子でのA, S, D空間配置の決定に重要な因子となると思われる, 製膜時の表面圧の効果. 4)各部位の電子スペクトルと光電流スペクトルとの比較による, Sの励起による光誘起電荷移動機構の確認. 5)電極-電解質水溶液界面でのA-S-D分子の光電変換におよぼす印加電圧の効果. また以上の検討の結果, 折り返し型分子では, 製膜時の表面圧の影響を著しく受けることが判明したので, よりその配向規制が容易と思われる直線状A-S-D分子の合成を試みた. 三機能部位間の連結は硬い結合が望ましいが, とりあえず合成の容易な炭化水素鎖による方法をとった. A-S, S-D間の炭素数を1〜6に変化できる. 一方有機分子線エピタキシー法については, 予算の都合上, 予備的検討に留まった.