変位電流法による機能性有機2分子接合膜の分極・電子移動およびその緩和機構

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本研究は、自発分極を持つ分子のへテロ2分子膜及び、電子供与・授与性基を持つ分子の積層2分子膜の熱刺激変位電流スペクトルの測定により、極性2分子膜の分極現象及びその熱緩和過程の研究を行った。また界面分極現象の最小単位である積層2分子膜間の電子移動現象を、光刺激により電極に誘導される変位電流の測定により、2分子層間の電子移動・緩和過程を研究した。1.自発分極を有する分子のへテロ2分子膜の作製およびその熱刺激変位電流測定自発分極を持つ分子には、基本的な構造を持つ直鎖系の分子であるアラキン酸(C20)とオクタデシルアミン(ODA)用い、各単分子膜の熱刺激変位電流の測定を行った。この測定により、C20とODA単分子膜では分極方向が反対であること、その熱緩和の状態が異なることなどの、単分子膜の分極現象を明かとした。さらに、これら2分子のへテロ2分子膜を作製し、その熱刺激変位電流の測定を行なった結果、積層構造の違いによる結果が見られ、分子膜間でのプロトン移動が示唆された。2.電子供与・授与性2分子積層膜の作製およぴIETS測定による分子接合形成の確認電子供与・授与性2分子積層膜電子素子として、ポルフィリン環を導入したポリイミド(PORPI)を絶縁体である(PI)で挟んだ素子を用いた。そして外界からの刺激の導入として光照射を行ない、液体へリウム温度での素子の微分抵抗を測定した。しかし、光照射による電荷移動、量子準位などの変化を観測するには至らなかった。また、作製した機能性分子膜の2層積層膜の分子膜間の電子移動検出を、光刺激変位電流測定により行なった。その結果、2分子間の電子移動は確認されたが、その詳細な検討(移動速度,反応過程)には至らなかった。今後は、2層積層LB膜の電子移動現象を中心に分子膜接合に関する基礎を固め、分子素子応用への知見を得ていきたい。