色素-高分子複合薄膜におけるキャリヤ移動度への高分子媒体効果の発現機構

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1.色素としてテトラフェニルジフェニルジアミンを選び、媒体高分子に6種のポリカ-ボネ-ト誘導体を用いて、色素-高分子複合薄膜を調整した。色素の濃度を10〜100%の広い範囲で変化させた試料薄膜を作製することに成功した。2.購入備品のN_2レ-ザをパルス光源に用いることで、10^<-3>〜10^<-8>cm^2V^<-1>s^<-1>の範囲のキャリヤ移動度を精度高く計測できるようなキャリヤ移動度計測システムを整備できた。3.色素濃度が異なる各試料フィルムについて、温度と印加電場の関数としてキャリヤ移動度を測定した。精度が高いキャリヤ移動度の値が得られるようになったので、高分子媒体の効果を定量的に取扱うことが可能となった。4.上記実験結果をキャリヤが色素分子の間をホッピングにより移動するという単純なホッピングモデルに基づいて解析した。その結果、ホッピングサイト間の距離をパラメ-タに取るだけではキャリヤ移動度の色素濃度依存性を説明できず、媒体高分子の電子的性質を取り入れた解析が必要であることが分かった。5.媒体高分子の電子分極の大きさの寄与を考察するため、媒体高分子の高周波誘電率(屈折率の二乗)とキャリヤ移動度の相関関係を調べたところ、非常に良い相関があることが分かった。即ち媒体高分子の電子分極が大きい程キャリヤ移動度を高める効果がある。本研究の最大の成果は、従来のキャリヤのホッピング移動の単純なモデル(完全に不活性な媒体中に存在する色素分子間をキャリヤはホッピングにより移動する)では色素-高分子複合系のキャリヤ移動度を説明するには不十分であり、媒体の電子的性質を正しく取り入れた新しい解析モデルが必要であることを提起したことにある。