【中止】導電性高分子の基礎と応用および高機能化へのポイント

セミナープログラム

【第1講】 導電性高分子の基礎と高導電化および応用技術 ～電気伝導度を向上させるための分子設計・ドーピング技術と、トランジスタ・熱電変換素子への応用～
【時間】 13:00-15:10
【講師】名古屋大学　工学研究科応用物理学専攻　田中　久暁　氏

【講演主旨】
　導電性高分子はコンデンサや帯電防止フィルム、センサをはじめ、近年では印刷法により作製できるトランジスタや熱電発電素子など、多様な産業応用が期待されている。その代表的な材料であるPEDOT/PSSは、4000 S/cmを超える高い電気伝導率を示す。一方、PEDOTは一般の有機溶媒に不溶であることから、溶液塗布による屈曲面への製膜やウェアラブル素子への展開など、広範なエレクトロニクス応用を見据え、より製膜性に優れ、かつ高い導電性が実現する材料開発が課題となっている。
　本セミナーでは、電気伝導率が移動度と電荷濃度の積で記述されることに着目し、「移動度の向上」と「ドーピング制御」の観点から高導電性の実現に向けた材料・素子開発を概観する。特に、近年非常に高い移動度を示す材料として注目されるドナー・アクセプタ型高分子は、PEDOTを凌駕する可能性を秘めた材料である。これらの材料を中心として、近年明らかになってきた高移動度化の起源を最新の研究報告に基づき解説する。
　また、セミナー後半では、筆者らが研究に取り組んでいる高分子の熱電変換機能を例に、ドーピング制御により実現する新しいデバイス機能について、世界的な研究動向も踏まえて幅広く解説する。

【プログラム】
１．導電性高分子の発見と研究開発の推移
  1-1　代表的な導電性高分子材料 －ポリアセチレンからPEDOTまで－
  1-2　導電性高分子の応用例
  1-3　PEDOTにおける高い導電性の起源
  1-4　更なる高導電化とエレクトロニクス応用に向けた課題
２．導電性高分子の電子状態と電荷輸送の基礎
  2-1　導電性高分子の電子状態 －π結合、分子軌道、ソリトン・ポーラロン・バイポーラロン、および金属転移－
  2-2　導電性高分子の電荷輸送機構 －乱れた系のホッピング伝導から金属伝導まで－
３．導電性高分子の高導電化に向けた取り組みと最近の知見
　3-1　移動度向上に向けた新規な分子・薄膜設計
　　(1)“高結晶性”高分子とドナー・アクセプタ型高分子
　　(2)分子配向の効果
　　(3)分子量の効果
　　(4)分子平面性の効果
　　(5)主鎖方向制御の効果
　　(6)ドナー・アクセプタ型高分子に学ぶ「高移動度化のレシピ」
　3-2　高分子膜へのドーピング法
　　(1)化学ドーピング
　　(2)トランジスタ構造を用いた静電的ドーピング
　　(3)トランジスタ構造を用いた電気化学ドーピング
　　(4)新規ドーピング手法開発の動向
　3-3　高導電化に向けた材料開発の課題と展望
４．導電性高分子の熱電変換機能
　4-1　ゼーベック効果と熱電変換特性
　4-2　高分子系熱電変換素子の研究動向と問題点
　4-3　電気化学トランジスタを用いた熱電変換特性制御
　4-4　高分子薄膜の構造と熱電特性の関係
　4-5　変換性能の向上に向けた課題と展望
5．まとめ
【質疑応答】

【キーワード】
有機半導体, 導電性高分子,PEDOT,ドナーアクセプタ型高分子,フレキシブル素子,ウェアラブル素子,セミナー

【講演のポイント】
講演者は導電性高分子のマテリアル・デバイス研究に関して15年以上の研究実績がある。本講演では、導電性高分子の電子デバイス研究に必須となる基礎概念と、高導電性の実現に向けた最新の研究動向を幅広く解説する。

【習得できる知識】
・導電性高分子の電子状態、電荷輸送
・移動度（電気伝導度）を向上させるための高分子の分子設計
・導電性高分子への様々なドーピング手法
・導電性高分子を用いたトランジスタや熱電変換素子の基礎
など、高分子材料の電子物性・電子素子応用に関わる基礎事項を理解できる。

【第2講】 導電性高分子の高導電化・高機能化へのポイントおよび ウェアラブルデバイスへの応用
【時間】 15:20-17:30
【講師】小林技術士事務所　所長　小林　征男　氏

【講演主旨】
　導電性高分子は電解コンデンサ、透明帯電防止および透明導電電極として実用化されいます。いずれの用途においても、PEDOT:PSSは有力な材料ですが、より高い電気伝導度が求められています。PEDOT:PSSの高導電化に関しては既に多くの手法が開発され、7,000 S/cmを超えるものも報告されています。本セミナーでは、それらの手法と高導電化のメカニズムについて詳細に解説します。また、PEDOT:PSS以外のPEDOT系でも高導電化が進み、気相重合法では8,700 S/cmと高い電気伝導度を示すものも報告されています。一方、導電性高分子の展開の新しい分野としてウェアラブルデバイスへの応用が注目されています。ウェアラブルデバイスに用いられる導電性高分子に要求される機能と課題について、具体例を挙げて紹介します。

【プログラム】
１．PEDOT:PSSの高導電化
　1.1．PEDOT:PSSの導電機構
　1.2 化合物添加剤による高導電化
　1.3　物理的手法による高導電化
　1.4 ナノカーボンとの複合化による高導電化
2．PEDOT:PSS以外のPEDOT系の高導電化
　2.1　化学重合法
　2.2　気相重合法
　2.3　oCVD法
3．ドナー・アクセプター型導電性高分子の高導電化
　3.1 ドナー・アクセプター型導電性高分子の特性
　3.2　PBTTTの高導電化
4．PEDOT:PSSへの柔軟性・延伸性の付与
　4.1　可塑化化合物（界面活性剤、イオン液体）の添加
　4.2　架橋構造の導入
　4.3　軟らかいポリマーとの複合化
5. ドナー・アクセプター型導電性高分子への柔軟性・延伸性の付与
　5.1　柔軟性を持った主鎖骨格
　5.2　側鎖修飾
6．導電性高分子のウェアラブルデバイスへの応用
　6.1　生体情報の連続計測デバイス
　6.2　スーパーキャパシタ
　6.3　ストレイン（歪）センサ
7．まとめ
【質疑応答】

【キーワード】
導電性高分子、　高導電化、　PEDOT:PSS、ドナー・アクセプター型導電性高分子、　柔軟性・延伸性付与、　ウェアラブルデバイス、　歪センサ、　スーパーキャパシタ、生体情報計測

【講演ポイント】
　PEDOT系を中心に導電性高分子の高導電化に関する最新の技術情報を提供すると同時に最近注目されている導電性高分子のウェアラブルデバイスへの応用に関して具体例で特徴と課題を紹介する。

【習得できる知識】
・PEDOT:PSSおよびPEDOT系の高導電化に関する知識
・ドナー・アクセプター型導電性高分子に関する知識
・導電性高分子への柔軟性・延伸性付与に関する最近の動向
・導電性高分子のウェアラブルデバイスへの応用に関する最近の動向
・導電性高分子の歪センサへの応用の動向
・導電性高分子のスーパーキャパシタの応用の動向

セミナー講師

• 第1部　 名古屋大学 工学研究科応用物理学専攻　田中 久暁 氏
• 第2部　 小林技術士事務所 所長 技術士（総合技術監理部門、化学部門）　小林 征男 氏

セミナー受講料

【1名の場合】44,000円(税込、テキスト費用を含む)
2名以上は一人につき、11,000円が加算されます。