新規ナノ炭素材料の創成と光機能発現

新型纳米碳材料的创造和光学功能的表达

基本信息

批准号：
08J07263
负责人：
手塚記庸
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2010
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J07263/
关键词：
単層カーボンナノチューブフラーレンポルフィリンポリチオフェンアゾベンゼン光電気化学光電変換時間分解分光カーボンナノチューブ光電変換素子有機太陽電池泳動電着ナノ炭素材料ピーポッド光電流コンポジット

项目摘要

(1)光、あるいは熱の作用に応答して構造変化する含アゾベンゼン共役ポリマーを合成し、単層カーボンナノチューブ(SWNT)に対する分散能を検討した。このポリマーをSWNTの共存下、THF中で超音波照射したところ、cis基の割合に応じてSWNTの分散度が変化することがわかった。さらに、薄膜状態において熱を加え、構造変化を誘起することで、SWNTを残したままポリマーのみを除去できることを見出した。(2)フラーレン内包SWNTとポリ(3-ヘキシルチオフェン)からなる複合体について、その光ダイナミクスを評価した。フェムト秒過渡吸収測定および蛍光アップコンバージョン測定から、1ピコ秒以内という短いタイムスケール内で、励起錯体の形成および電荷分離を伴わない失活が起こっていることが明らかになった。(3)光電気化学特性に対する半導体性SWNTの濃縮効果を考察した。電気泳動法により濃縮した半導体性SWNT薄膜の光電変換特性を評価したところ、未処理SWNT薄膜に比べ、光電流発生効率に向上が見られた。これは、金属性SWNTを除去し、半導体性SWNTを濃縮したことで、金属性SWNTにより促進される励起状態失活や電荷再結合が抑制されたためと考えられる。(4)ポルフィリン-フラーレン連結分子の自己組織化凝集体について、凝集体内外における電荷輸送効率が光電変換特性に与える影響について考察した。凝集体の作成は、連結分子溶液に貧溶媒を急速注入することで行なった。詳細な構造観察から、この凝集体内部でポルフィリンとフラーレンがそれぞれ一次元に配列した双連続構造が形成されていることが示唆された。この凝集体をSWNTとともに半導体電極上に薄膜化し、光電変換特性を評価したところ、双連続構造に由来する効率的な電荷輸送に加え、SWNTによる凝集体同士の架橋効果によって光電流発生効率が大きく向上することがわかった。

（1）合成了对光或热的作用响应的结构偶氮苯连接的聚合物，并检查了单层碳纳米管（SWNT）的分散能力。在SWNT的共存下，THF中的超声辐射表明，SWNT的分散体根据顺式组的比例而变化。此外，发现只能通过在薄膜状态下施加热量并诱导结构变化来使用SWNT去除聚合物。（2）评估了由富勒烯容器SWNT和Poly（3-己二芬）组成的复合物的光学动力学。从FEMTO二次传输吸收和荧光UP转换测量值中，可以发现，在一个pico -second的短时间内，在没有形成激发复合物和充电分离的情况下造成了稳定器。（3）考虑到半导体SWNT对光学电化学特性的浓度效应。在评估通过电子游泳方法浓缩的半导体SWNT薄膜的光转化特性，与未经处理的SWNT薄膜相比，全局流动效率得到了提高。这可能是由于去除金属属性SWNT和半导体SWNT的浓度，这抑制了金属SWNT促进的激发状态惰性和电荷回忆。（4）polphillin-the Poralen巩固分子的自组织骨料研究了有关电荷传输效率内部和外部集合对光电转换特性的影响。通过将较差的溶剂迅速注入连接分子溶液来进行聚集。详细的结构观察表明，形成了在该酱中形成的两个维度结构，其中polphillin和Fulleren被排列在一个较矮人的内部。该骨料用SWNT稀释到半导体电极，并评估了光电转换特性。