New functional properties of organic-inorganic hybrid glasses and their application to photoelectronic devices

有机-无机杂化玻璃新功能特性及其在光电器件中的应用

基本信息

  • 批准号:
    15360172
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 9.73万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
  • 财政年份:
    2003
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2003 至 2005
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The main results obtained through this research are itemized below : (1) Photocurrent in polysilane-titania hybrid thin films has been measured. It has been found that photocurrent in polysilane-titania hybrid thin films is increased by about 1000 times in comparison with that in polysilane-silica hybrid thin films because of photo-induced charge transfer at polysilane/titania interface. Such photoconductive properties make it possible to apply these hybrid thin films to photoelectric devices such as photosensors and solar cells. (2) Optical properties of hybrid thin films, poly(di-n-hexylsilane) (PDHS) dispersed in a zirconia matrix prepared by a sol-gel method, have been studied. It is found that thermochromism of PDHS is suppressed in the PDHS-zirconia hybrid thin films, and that the refractive index of the hybrid, n, is continuously decreased with increasing temperature, T. The thermo-optic (TO) coefficient of the hybrids, dn/dT, is found to be -4×10^<-4>℃^<-1> and such a high valu … More e of dn/dT enables us to apply the hybrids to optical devices such as TO switches and optical deflectors. (3) Thin films of polymethylphenylsilane (PMPS)-SiO_2 nanoparticles (np-SiO_2) whose surfaces are chemically modified by a phenyl group have been prepared from the tetrahydrofuran solution. The refractive index of the hybrid can be changed by increasing np-SiO_2 concentration from 1.68 to 1.47. The solution coating process of the hybrid enables us to fabricate important optical devices such as waveguides, filters and interleavers by printing (ink-jetting) methods. In addition, it is found that the effective conjugation length of PMPS is increased by three times in the hybrids, and that the hole drift mobility of the hybrid is increased by one order of magnitude in comparison with that of PMPS. (4) It has been established a preparation method for Au nanocrystal-dispersed PMPS hybrid thin films. The average diameter of Au nanocrystals in the hybrid is about 5 nm and the diameter of Au nanocrystals exhibits a very sharp distribution. Thus, the hybrid is suitable for the fabrication of single electron devices and nonlinear optical devices. (5) Hybrid thin films of polyfuorene (and its copolymers) and the np-SiO_2 show the improvement of photoluminescence quantum efficiency and hole drift mobility. It is shown that the hybridization is a promising method to improve device characteristics of photoreceptors, organic thin-film transistors and organic electroluminescent devices. Less
本研究取得的主要成果如下: (1)对聚硅烷-二氧化钛杂化薄膜的光电流进行了测量,发现聚硅烷-二氧化钛杂化薄膜的光电流比普通薄膜增加了约1000倍。聚硅烷-二氧化硅杂化薄膜由于聚硅烷/二氧化钛界面处的光诱导电荷转移而具有这种光电导特性,使得这些杂化薄膜可以应用于光电器件,例如光传感器和太阳能。 (2)研究了通过溶胶-凝胶法制备的分散在氧化锆基质中的混合薄膜的光学性质,发现PDHS的热致变色性受到抑制。 PDHS-氧化锆杂化薄膜,并且杂化物的折射率 n 随着温度 T 的升高而不断降低。杂化物的热光 (TO) 系数, dn/dT 被发现为 -4×10^<-4>℃^<-1> 并且如此高的 dn/dT e 值使我们能够将混合技术应用于光学器件,例如 TO 开关和光器件(3)制备了表面经过苯基化学修饰的聚甲基苯基硅烷(PMPS)-SiO_2纳米颗粒(np-SiO_2)薄膜。通过将np-SiO_2浓度从1.68增加到1.47,可以改变混合物的折射率。混合物的溶液涂覆工艺使我们能够通过印刷(喷墨)制造重要的光学器件,例如波导、滤光片和交织器。此外,还发现杂化物中PMPS的有效共轭长度增加了三倍,并且杂化物的空穴漂移迁移率增加了一个数量级。 (4)建立了Au纳米晶分散的PMPS杂化薄膜的制备方法,杂化物中Au纳米晶的平均直径约为5 nm,Au纳米晶的直径表现出较大的粒径。因此,该杂化材料适合于制造单电子器件和非线性光学器件。 (5)聚芴(及其共聚物)及其杂化薄膜。 np-SiO_2显示出光致发光量子效率和空穴漂移迁移率的提高,这表明杂化是改善光感受器、有机薄膜晶体管和有机电致发光器件的器件特性的有前途的方法。

项目成果

期刊论文数量(64)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Development of Photo-functional Materials from Organic/Inorganic Nano-Hybrids
有机/无机纳米杂化光功能材料的开发
  • DOI:
  • 发表时间:
    2005
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    K.Matsukawa
  • 通讯作者:
    K.Matsukawa
Optical properties of poly(di-n-hexylsilane)-zirconia hybrid thin films : suppression of thermochromism and large thermo-optic coefficients
聚(二正己基硅烷)-氧化锆杂化薄膜的光学性能:抑制热致变色和大热光系数
  • DOI:
  • 发表时间:
    2005
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Marusaki; H.Naito; Y.Matsuura; K.Matsukawa
  • 通讯作者:
    K.Matsukawa
Temperature Dependent Photoluminescence of Poly(9,9-dioctylfluorene) Thin Films
聚(9,9-二辛基芴)薄膜的温度依赖性光致发光
  • DOI:
  • 发表时间:
    2004
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    K.Asada; S.Ikame; T.Kobayashi; H.Naito
  • 通讯作者:
    H.Naito
Preparation of Polysilane/Gold Bilayer Using Polysilane/2-(Methylthio)ethyl Methacrylate Block Copolymer
聚硅烷/甲基丙烯酸2-(甲硫基)乙酯嵌段共聚物制备聚硅烷/金双层
  • DOI:
  • 发表时间:
    2004
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Y.Matsuura; H.Inoue; K.Matsukawa
  • 通讯作者:
    K.Matsukawa
Control of Effective Conjugation Length in Polyfluorene Thin Films
聚芴薄膜中有效共轭长度的控制
  • DOI:
  • 发表时间:
    2006
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    K.Asada; T.Kobayashi; H.Naito
  • 通讯作者:
    H.Naito
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    Nakatsuka Emi;Mori Kiyohito;Ueno Naoki;KOBAYASHI Takashi;NAGASE Takashi;NAITO Hiroyoshi
  • 通讯作者:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
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  • DOI:
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