分子凝集相における電子・イオン伝導チャネルの形成と制御

分子聚集相中电子/离子传导通道的形成和控制

基本信息

批准号：
19017006
负责人：
半那純一
金额：
$ 3.07万
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：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

棒状液晶物質をモデルとして、ポリアニリンによるドーピングによる電子伝導、及び、イオン液体によるいイオン伝導のバルクキャリア濃度の制御、及び、それを利用した液晶物質を半導体層とするTFT特性の改善について検討した。ポリアニリンを所定量ドープした8-TTP-8の低電界下での電流特性は、その濃度に依存して増加し、増大し、最大4桁(1wt%時)増大が見られた。一方、ポリアニリンのHOMO準位よりもホールに対してエネルギー的に高いHOMO準位を持つNaphthalene系液晶8-PNP-012ではこの現象は観測できなかった。さらに、ドープされた試料のtime-of-flight法による過渡光電流の測定から、濃度によらず移動度は未ドープの試料と変わらないことから、ポリアニリンは液晶中では液晶分子が形成するスメクティック層の層間に存在しているものと考えられた。8-TTP-8の多結晶薄膜を有機半導体層として作製したボトムゲートFETの素子特性は未ドープのFETの特性に比べ、on電流、及び、ゲート電圧に対する電流の立ち上がりの改善が見られ、移動度は約2倍の0.2cm^2/Vsまで改善された。イオン液体によってドープした8-TTP-8の液晶相ではイオン液体の種類による伝導度の違いはあるものの、いずれの場合も濃度に依存して伝導度の上昇が観測され、結晶相では高濃度ドープした試料を除いてその濃度に係わらず、未ドープ試料の示す伝導度との違いが見られなかった。この特性は、8-PNP-012の場合も基本的に同じ結果を与えた。これらの結果は、ドープされたイオン液体が液晶物質の中で解離し、イオンとして伝導に寄与していることを示している。イオン液体の種類による伝導度の違いは液晶物質中におけるイオン液体の解離の違いによると考えられた。

使用棒状液晶材料作为模型，我们研究了由于聚苯胺和离子液体通过离子液传导和离子传导引起的散装载体载体浓度的控制，并使用此方法将液晶材料作为半导体层改善了TFT性能。 8-TTP-8的当前特性在低电场下以给定量的聚苯胺掺杂，根据其浓度增加，并增加了多达四个数量级（1 wt％）。另一方面，基于萘的液晶8-PNP-012无法观察到这种现象，与聚苯胺的同型水平相比，相对于孔的能量更高。此外，从使用飞行时间方法的掺杂样品的瞬时光电的测量中，人们认为多苯胺存在于液晶分子形成的近晶层的层之间，因为无论浓度如何，均匀迁移率是相同的。底门FET的设备特性是使用8-TTP-8作为有机半导体层的多晶薄膜制造的。尽管用离子液体掺杂的8-TTP-8的液晶相的电导率因离子液体类型而有所不同，但在两种情况下，在两种情况下都会观察到电导率的增加，但根据晶体相位，在晶体相的不同之处，与浓度无关的样品没有观察到未含量的样品中所示的电导率差异。该属性还为8-PNP-012提供了基本相同的结果。这些结果表明，掺杂的离子液体在液晶材料中解离，并导致传导为离子。电导率的差异取决于离子液体的类型，这是由于液晶材料中离子液体解离的差异所致。