マトリクス中に孤立した生体高分子単一分子鎖の伝導特性評価

点击翻译按钮获取中文摘要

高い電荷輸送能を有する高分子材料は、将来の分子素子やフレキシブル伝導・発光材料として高い注目を集めており、一部で実用化の段階にも達しつつある。一方で、これら共役高分子材料は、各種デバイスの軽量化・小型化・低消費電力化には極めて有望であるものの、その合成・取扱の困難さ、廃棄の問題点等により、高い環境負荷の問題点が指摘されている。本研究では、共役高分子材料及びそのモデル化合物を設計合成し、この低温マトリクス中における分光分析により、共役系上の過剰電子・正孔が占めるエネルギー準位の直接観測を行い、骨格のミクロ構造と伝導特性の間に存在する相関関係について示唆した。一方で、マイクロ波空洞吸収測定法を用いて、レーザーパルス照射により形成した光キャリアの示す伝導度の定量評価を行った。マイクロ波過渡吸収法(PR-MC法)は、それら電荷による系中伝導度とそのダイナミクスを、「電極」を必要とせずに「極微量」において定量的に与える。本手法と過渡吸収分光法の組み合わせにより、孤立分子鎖上の電荷移動度を、完全定量的に議論できる可能性があることが示された。特に、分子内に電子供与・吸引型の元素を、分子合成段階で化学的に導入した分子性材料について上記手法を適用し、その正孔・電子付与状態の分光観測とTRMC測定を行った結果、分子鎖内を伝導する荷電種を正孔・電子それぞれに限定できる事が明らかとなり、かつ正孔・電子それぞれの分子内電荷移動特性を明らかにした。