レアメタルを用いない透明導電性薄膜の結晶性改善に関する研究

不使用稀有金属提高透明导电薄膜结晶度的研究

• 批准号: 22K04910
• 负责人: 山口 博之
• 金额: $ 1.5万
• 依托单位: Akita Prefectural University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04910/
• 关键词: 電界; 導電率; ゼーベック係数; 透明導電性薄膜

一年目は主に成膜環境を整えるのに費やした。これまでは成膜時に1 [kV/cm] 以下の静電界を印加して還元処理で得られた膜について評価してきた。成膜環境を改良することで、高周波の正弦波、および矩形波の電界を印加できるようになった。また、電気炉を変えることで、還元温度もこれまでの 950 [℃] から 1150 [℃] までで還元できるようになった。これにより高温エタノールガスの活性を上げて、より効率的な還元処理が行えるようになった。また、膜（基板）に垂直方向の電界を印加するだけでなく、平行な方向にも電界を印加できるようになった。さらに印加できる電界強度も高くし、これまでの1 [kV/cm] から、5 [kV/cm] まで印加できるようになった。そのうえで、キャスト法だけでなくスピンコート法による塗布からの成膜を試みた。以上のように印加できる電界の強度、波形・印加方向の自由度が高くなるように成膜環境のバージョンアップを行ったのち、PEDOT：PSSおよびrGOの成膜および物性評価を行った。成膜時の電界印可が導電率を向上させる一方で、ゼーベック係数には影響しないことを確認した。これは、成膜時の電界印可がキャリア濃度には影響せずに、移動度を高めていることを意味し、結晶性の向上、配向性の向上、が成膜時電界印可により引き起こされた可能性を示唆している。静電界の極性、静電界の印加方向（膜に平行、垂直）、交流電界、が導電率に与える影響、についての評価も行ったので、今後、学会発表などで公表していく。

第一年主要是准备薄膜沉积环境。迄今为止，我们对通过在成膜过程中施加1[kV/cm]以下的静电场进行还原处理而获得的膜进行了评价。通过改善成膜环境，可以应用高频正弦波和方波电场。另外，通过更换电炉，还原温度现在可以从950[℃]降低到1150[℃]。这增加了高温乙醇气体的活性并实现了更有效的还原处理。此外，不仅可以在与膜(基材)垂直的方向上施加电场，而且可以在平行方向上施加电场。此外，可施加的电场强度已增加，现在可从1[kV/cm]施加到5[kV/cm]。然后，我们不仅尝试通过流延还通过旋涂来形成薄膜。如上所述，升级成膜环境以提高可施加的电场的强度、波形和方向的自由度后，我们形成了PEDOT:PSS和rGO的薄膜并评估了它们的物理性能。确认了在成膜时施加电场虽然提高了导电性，但不会影响塞贝克系数。这意味着，在成膜时施加电场，在不影响载流子浓度的情况下提高迁移率，并且在成膜时施加电场，可以提高结晶性和取向性。我们还评估了静电场极性、静电场施加方向（平行于膜、垂直于膜）以及交流电场对电导率的影响，我们计划使这些研究结果将在未来的会议演讲中公开。