分子凝集層による電子・イオン伝導チャネルの形成と制御

通过分子内聚层形成和控制电子/离子传导通道

基本信息

批准号：
17041003
负责人：
半那純一
金额：
$ 3.71万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
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

1.イオン伝導の支配因子の解明とその制御前年度の研究では液晶物質における内因的な伝導チャネルの形成について多くの知見を得たが、今年度は、イオン伝導の特質について検討を加えた。円盤状および棒状液晶物質として、Triphenylene誘導体および2-Phenylnaphthalene、Terthiophene誘導体をモデル系として、分子配向の秩序性とイオン伝導特性について検討した結果、電子伝導とは異なり、移動度は分子配向の秩序性にほとんど依存性せずほぼ一定であることから、イオン伝導のチャネルとなる炭化水素鎖の凝集部の粘性が分子配向の違いによって、イオン輸送を律速するほどの大きな違いがないことが明らかとなった。さらに、円盤状、および、棒状液晶に限らず、結晶相では光電流測定のS/Nの限界内においてイオン伝導は観測されず、これらの結果から、(1)液晶凝集相における電子伝導とイオン伝導の共存は中間相(Mesophase)特有のものと考えられること、(2)イオン伝導による電荷輸送は液晶相の分子配向秩序の依存性は小さく、したがって、伝導度は主にイオン濃度によって決定されるものと結論される。2.電極表面のSAM修飾による電極/液晶界面の電気特性の効果電極材料の仕事関数と液晶物質の伝導準位との違いによらない電荷注入特性の制御の可能性を探るため、SAM(Benzenethiol誘導体)による電極表面の修飾を行い、その電流-電圧特性とその温度依存性から電荷注入特性の評価を行い、修飾電極を用いた場合の電流-電圧特性は非修飾のAu電極を用いた場合と同様に基本的にSchottky型の特性を示し、いずれのSAM膜を用いた場合も非修飾のAu電極に比べて、大幅に電荷注入特性の向上と閾電圧の低電界側へのシフトを観測した。分極性の物質を用いて電極表面を化学修飾した場合は、ホールの注入障壁を低減する効果は電子受容性の強いp-Nitrothiophenolで修飾したAu電極の方が大きいものと考えられるが、ホール注入はむしろp-Methylthiophenolで修飾したAu電極の方がホール注入が増大した。この結果から、SAMによる電極の化学修飾によって認められた大幅な電荷注入の促進効果は電極表面への双極子の集積による金属電極の真空準位のシフトによるものでなく、AuからSAMのHOMO準位を介したホール注入の促進が起きているものと結論した。

1。阐明离子传导的治疗因素及其控制上一年的研究获得了有关液晶材料中内源性导电通道形成的知识，但是今年我们已经检查了离子传导的特征。我们使用三苯基衍生物，2-苯基苯二甲烯和三苯乙烯衍生物作为盘状和棒状的液晶材料作为模型系统研究了分子取向和离子电导率的有序特性。结果，与电子传导不同，迁移率几乎是不依赖的，并且保持恒定，并且发现碳氢化合物链的团聚部分的粘度（这是离子传导的通道）没有显着差异，从而限制了由于分子方向差异而导致的离子转运。此外，它不仅仅限于圆盘形和杆状液体晶体，而且在晶体相的光电流测量的S/N限制内不仅限于离子传导，而且从这些结果中得出结论，（1）（1）（1）液晶凝聚相对于摩尔斯和（2）旋转液在液晶相位中的频率很少，并且是唯一的依赖性，并且是独特的。液晶相的方向顺序，因此电导率主要取决于离子浓度。 2。通过修饰电极表面的电极/液体晶体界面对电气表面的影响，以探索控制电荷注射特性的可能性，而不取决于电极材料的工作功能与液晶材料的导导水平之间的差异，并根据其定于电荷的特性来修改电极表面的特性，并根据其定于电荷的特性。当使用改良电极时，电流 - 电压特性基本上表现出Schottky型特性，就像使用未修饰的AU电极时一样，当使用任何SAM膜时，电荷注入特性得到显着提高，并且观察到阈值电压转移到较低场侧。当使用可极化物质对电极表面进行化学修饰时，人们认为，用P-硝基苯酚修饰的Au电极减小孔注入屏障的效果更大，该硝基苯酚具有很强的电子接受，但实际上，用P-甲基硫代酚修饰的AU电极对Au电极进行了更大的孔注射。从这些结果中可以得出结论，通过用SAM进行化学修饰电极观察到的显着电荷注入启动子不是由于金属电极真空水平的变化，这是由于偶极子在电极表面上的整合，而是促进了该孔通过同型孔从AU到SAM的孔注射。