電場環境下でのπ共役系高分子の相転移ダイナミクスの解明

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本研究は固体核磁気共鳴(NMR)緩和スペクトロスコピーによって、電場によってバイアスされたπ共役系高分子の相転移ダイナミクスを実験的に明らかにすることを目的として研究を行った。印加される電場は、環境情報センサからの入力を想定しており、環境変化に対して柔軟に応答する中枢神経系に似たアトラクター選択デバイスへの応用を見据え、電場の変化が分子系の構造ゆらぎに与える動的な影響を実験的に評価することを目的として研究を行った。平成22年度には、平成20-21年度に作製した、試料形状の制限を受けにくいリモートセンシング型の核磁気共鳴の観測が可能な検出器を用いて、金属電極(アルミニウム)に挟まれた有機薄膜デバイス素子に対して、電場強度可変および周波数可変プロトン核磁気共鳴測定の確立を目指した。コントロール試料として、ポリジメチルシロキサン(PDMS)を用いて、薄膜デバイス素子と磁場との相対的方向を変えながらNMR測定を試みた。その結果より、膜面に対する法線ベクトルが、静磁場および検出コイル軸に対して垂直となる配置のときに最も高感度で測定することができた。さらに、電場印加条件下でプロトン核磁気共鳴測定を行った結果、NMR吸収線の広幅化を観測した。これは、PDMSに含まれる不純物が電場によって試料中を移動し、局所磁場環境に変化が生じたためであると推測される。現在、構造様式制御型のポリ(3-ヘキシルチオフェン)スピンコート膜の電場印加NMRの測定を試みている。