有機系ナノコンポジット材料におけるバリスティック伝導の発現と制御

有机纳米复合材料中弹道传导的表达和控制

• 批准号: 22K18791
• 负责人: 鵜沼 毅也
• 金额: $ 4.16万
• 依托单位: Nagaoka University of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-06-30 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K18791/
• 关键词: 光物性; 有機半導体; 複合材料; テラヘルツ/赤外材料・素子

内的輸送経路を持つ共役ポリマーを透明なフレキシブル母体材料に配合し，ナノコンポジット膜を作製した。共役ポリマー単体膜の場合，キャリアを生成するために中心波長400nm付近の（価電子バンドから伝導バンドへの励起に対応する）超短光パルスを集光して照射すると，膜の表面付近で強い吸収が起こり劣化してしまうという問題がある。本研究では，共役ポリマーの配合濃度を調節することにより，超短光パルスの照射に対して表面が劣化しないナノコンポジット膜を作製することに成功した。今後，超短光パルスのパワーをすべて吸収させキャリアの生成効率を高めるように，配合濃度と膜厚の最適化を進めていく。さらに，1000Vまでの高電圧を印加した状態でナノコンポジット膜における共役ポリマー内部にキャリアを生成し，バリスティック伝導を反映したテラヘルツ放射波形を測定することができるような，分光測定装置を作製した。時間幅約100fs（10の-13乗秒）で中心波長800nm付近の超短光パルスを，非線形光学結晶によって中心波長400nm付近に変換し，ナノコンポジット膜へ照射するようにした。生成されたキャリアは，高電圧によってピコ秒（10の-12乗秒）あるいはそれ未満の非常に短い時間スケールでバリスティックに加速され，マクスウェル電磁気学にしたがってテラヘルツ放射を起こすと期待される。この分光測定装置を来年度から本格的に稼働させるべく，中心波長変換後のパワーや参照試料のテラヘルツ信号強度・周波数範囲を確認しながら，最適化を進めている。

The inner transport channel is supported by a transparent matrix material and a transparent matrix film. In the case of a single film, the ultra-short light is concentrated at a central wavelength of 400nm and the surface of the film is strongly absorbed and deteriorated. In this study, we successfully adjusted the coordination concentration of ultraviolet radiation on the surface. In the future, ultra-short optical absorption and absorption efficiency will be improved, and the optimization of film thickness will be improved. In the case of 1000V high voltage exposure, the emission waveform is measured and the spectrometer is operated. The time amplitude is about 100fs (10 to-13 seconds), and the center wavelength is 800nm. The ultra-short light source is used for non-linear optical crystallization. The center wavelength is 400nm. When the voltage is high, it takes a few seconds (10 to 12 seconds) to accelerate, and when the electromagnetic radiation starts, it takes a few seconds. The spectral measurement device is optimized for the future by changing the center wavelength of the sample and confirming the signal intensity and frequency range of the reference sample.