側鎖に芳香族基を有する高分子系のホール移動と長距離電子移動過程のダイナミックス

侧链芳香基聚合物体系中空穴转移和长距离电子转移过程的动力学

基本信息

批准号：
05640570
负责人：
宮坂博
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Kyoto Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1993
资助国家：
日本
起止时间：
1993 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-05640570/
关键词：
電子移動ピコ秒分光光電導ホール移動有機高分子光電導体

项目摘要

側鎖に芳香族基を有する高分子化合物の光電導素過程を,ピコ秒からミリ秒にわたる広範囲の時間領域で測定し,光誘起電荷分離に引き続く非常に迅速なホール移動(電子シフト過程)といった電子移動反応の観点から検討した.まず,典型的な側鎖に芳香族基を持つ高分子化合物であるポリ(N-ビニルカルバゾール)を中心に,フィルム系や溶液また固体吸着系で,購入した光学部品を用いて,ピコ秒領域の過渡吸収の二色性を測定する事により直接的にホール移動の速度定数を決定した.その結果,系に依存してホール移動は数十ピコ秒から数ナノ秒に1回程度の頻度で起こり,ポーラスガラスのような固体吸着系で最も迅速であることが見いだされた.一方,再結合過程は吸着系においても特異的な挙動は観測されなかった.すなわち,再結合過程には系の状態は平均的な誘電体として作用するが,ホール移動は微環境に敏感な過程であり,電荷分離・再結合・電荷シフトといった反応の種類ごとに異なる取扱いが必要と考えられる結果が得られた.このようにホール移動によって対間距離が長くなったイオン種の再結合過程を,より長い時間領域まで過渡吸収・蛍光の時間変化を観測し検討した.現在までのところ,フィルム中では,マイクロ秒からミリ秒でも観測される電荷分離状態の蛍光は,過渡吸収の時間微分として表される結果が得られている.吸収は全ての電荷分離種を観測しているのに対して,蛍光はアニオン・カチオンが近接した状態からしか発光せず,これが単位時間当たりに再結合する確率に比例したものとすると,上述のように蛍光の時間変化は,過渡吸収の時間微分として表される.すなわち,主たる再結合過程には,またホールが近接した位置にもどる過程で起こり,長距離電子移動過程はあまり起こっていないと考えられた.一方,吸着した系では,逆に長距離トンネリングによる電荷再結合が効率よく起こっており,この場合にも特異的な結果が得られた.これらの結果に基き,より広範囲の吸着系や温度効果についても研究を行っている.

我们在皮秒到毫秒的宽时间范围内测量了侧链上带有芳香基团的高分子化合物的光电导过程，发现观察到光致电荷分离后极快的空穴转移（电子转移过程）。的电子转移反应。针对侧链带有芳香族基团的典型高分子化合物聚(N-乙烯基咔唑)，我们使用购买的光学元件在薄膜系统、溶液或固体吸附系统中进行皮秒级的直接空穴传输实验。测量瞬态吸收的二色性因此，根据系统的不同，空穴转移以大约每几十皮秒到几纳秒一次的频率发生，并且在多孔玻璃等固体吸附系统中最快。另一方面，复合过程也非常快。特定于吸附系统。换句话说，在复合过程中，系统的状态充当平均电介质，但空穴移动是对微环境敏感的过程，并且存在电荷分离、复合和电荷转移等各种现象。根据反应类型需要不同的处理。通过观察较长时间范围内瞬态吸收和荧光的时间变化，研究了由于空穴移动而对距离变长的离子种类的重组过程。到目前为止，在薄膜中，可以观察到甚至从微秒到毫秒。电荷分离状态下的荧光被表示为瞬态吸收的时间导数。在吸收中，观察到所有电荷分离的物质，而在荧光中，观察到阴离子和阳离子非常接近，它仅从该状态发出光，每单位时间重新组合。假设它与长距离电子转移过程不经常发生的概率成正比。另一方面，在吸附系统中，通过长距离隧道效应有效地发生了电荷重组，并且在这种情况下也获得了特定的结果。基于这些结果，我们还正在进行吸附系统和温度的研究影响。