有機色素と無機半導体を複合化したLB膜による階層型光電子移動系の構築

利用有机染料与无机半导体结合的LB薄膜构建分级光电子传输系统

基本信息

批准号：
17029025
负责人：
宇佐美久尚
金额：
$ 2.62万
依托单位：
Shinshu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

有機色素と酸化モリブデンゲル(MO)を複合化した有機/無機複合LB膜を作製し、ナノスケールの有機無機ハイブリッド多層膜を得た。有気層としてジアルキルルテニウム錯体(RCnRu)、ジアルキルビオロゲン(DCnV)、ジアルキルジメチルアンモニウムイオン(DCnA)を用いると、一辺1μmの正方形の領域で最大表面粗さ0.5nmとなる平滑な膜が得られた。亜鉛ピリドポルフィラジン(ZbPyPc)/MO複合膜の場合には色素の会合体を生じやすく、表面の粗さは3nmとなった。しかし、表面粗さは分子一個分の大きさであり、本質的に欠陥の少ない平滑な多層膜と考えられる。DCnA/MO複合膜に断続的な励起光を照射して電気化学測定を行い、アノーディックな光電流を観測した。測定条件化でDCnAが光電気化学的に不活性であることから、酸化モリブデンゲル層がn型半導体的な性質を持ち、伝導帯準位が-0.7V vs Ag/AgClと見積もられた。DCnRu/MO/DCnV/石英導波路の積層順の複合LB膜を作製し、この膜のDCnRu側に犠牲的電子供与体としてトリエタノールアミン(TEOA)水溶液を接触させ、450nmの青色光を照射すると、積層方向の電子移動によりビオロゲンラジカルカチオンを生じることを吸収スペクトルから明らかにした。逆の積層順序では光照射後もスペクトル変化が無いことから、異方的な電子移動が起こることを明らかにした。また、ZnPyPcを増感剤層としてZnPyPc/MO/DCnV/石英導波路のような複合膜を作製し、640nmの赤色光の照射により、同様の異方的な光電子移動を確認した。これらを組み合わせることにより、多段励起の光電子移動システム、すなわち、人工光合成モデルの可能性を示した。

通过将有机染料与molybden凝胶（MO）相结合以获得纳米级有机无机杂交多层膜来制备有机/无机复合LB膜。使用Dialkylruthenium络合物（RCNRU），DialkylVioloolens（DCNV）和Dialkyldimethylammonium离子（DCNA）作为退火层，在每侧1μm的正方形区域中获得了最大表面粗糙度为0.5 nm的光滑膜。在锌吡啶吡吡嗪（ZBPYPC）/MO复合膜的情况下，染料关联往往会发生，表面粗糙度为3 nm。但是，表面粗糙度是一个分子的大小，被认为是一种平滑的多层膜，基本上很少。 DCNA/MO复合膜通过辐照间歇性激发光进行电化学测量，以观察阳极光电流。由于DCNA在测量条件下是光电化学惰性的，因此钼氧化物凝胶层具有N型半导体特性，并且估计传导带水平为-0.7V vs ag/agCl。按堆叠DCNRU/MO/DCNV/QUARTZ波导的顺序制造了复合LB膜，当该膜的DCNRU一侧与三乙醇胺（TEOA）水溶液接触时，作为牺牲电子供体，并用450 nm viologenal contials concations concations concations concations contials concations satern satch sate contections shock intargy dontrone。在反向的堆叠顺序中，即使在光照射后也没有光谱变化，并且各向异性电子转移发生。此外，使用ZNPYPC作为敏化层制造了一种复合膜，例如ZnPYPC/MO/MO/dCNV/QUARTZ波导，并通过在640 nm处的红光照射，确认了类似的各向异性光电传递。通过结合这些，多阶段激发光电子传输系统的可能性，即人工光合作用模型。