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フェムト秒レーザーで有機薄膜の電荷移動度2倍向上

韓国機械研、素子内部の分子整列に変化を与える方法を開発


大徳所在の韓国機械研究院(パク・チョンホン院長)は同研究院光応用機械研究室のチェ・ジヨン博士研究チームがフェムト秒レーザーを用いて有機電子素子に使用される有機薄膜の電荷移動度を2倍以上向上させる技術を開発したと4月12日に発表した。

チェ・ジヨン博士研究チームは釜山大学校のキム・ヒョジョン教授、浦項加速器研究所のイ・ヒョンフイ博士研究チームと共同で有機電子素子の有機薄膜層にフェムト秒レーザービームを照射して素子内部の分子整列に変化を与える方法を開発した。

レーザーを照射された素子内部の分子がレーザービームの偏光方向によって整列方向が変わり、電荷移動が早まったことで電荷移動度が従来の2.4倍ほど高まった。

有機電子素子は日常生活の中で接する透明なプラスチックファイルホルダーのような材質を思い浮かべると分かりやすい。この素子は半導体ウエハーに使われるシリコン素子などの無機電子素子よりも製造方式が簡単。安価なうえ多様な材料を活用できるのでOLED、有機太陽電池、バイオ素子、ウェアラブルデバイスなどに活用できる。だが効率が低いという限界があった。

研究チームはフェムト秒レーザービームを有機電子素子薄膜に照射すると分子の鎖がレーザーの偏光の方向にそって整列し、電荷移動度が向上することを発見した。

フェムト秒レーザーはパルスの持続時間が1000兆分の1秒に過ぎないパルスの幅が非常に短いレーザー。光が1秒に地球を7周半回るときに10フェムト秒間に移動する距離はわずか3マイクロメートル(㎛)にすぎないほど短い。非常に小さいエネルギーがあれば強い強度で物質内の電子と反応してエネルギーを伝達できるので熱に弱い有機材料の性質を変えるのに役立つ。

韓国機械研究院のチェ・ジヨン博士は「有機電子素子は価格が低廉で小さな電力でも充電が可能なのが最大の長所。子供やお年寄りのために小さな電力でも動く非常エレベータやカバンに貼り付けられる安全標識などにも応用できるだろう」と話している。






[2018-04-16]

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