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… 山
DOS(arb.units)
直径0.83nm
8
…≡…{ 1
8
烏
需 皇 ⑭
固g.3−6 直径の異なる3つの金属型 SWCNT光電気化学の3Dマッピング。x軸
に波長、y軸に電位、z軸に規格化した吸光 度を示した。Fig−3−7 マイナス(左)及びプラス(右)
電位を加えた状態の金属型SWCNTバン
ド。始めにあったM1バンドを黄色で、新 たに出来た光吸収を示すバンドを赤色で示した。
ng.3−8に、各直径の金属
型SWCNT薄膜の色変化の
様子を示す。光吸収でM1 バンドが無くなったことと、0V −3V 薄膜の色変化が対応してい
ることが分かる。これは M1バンドが可視域にある、
直径1.Omn前後の金属型
SWCNTだからこそ確認で
きる現象である。
0V 1.5V 0V(vsAg/Ag+)
0V(vs Ag/Ag+)
また、この色変化は電位
を加えた後も戻り、再現性 OV −3V OV 1.5V OV(vsAg/Ag・)
があることが分かる。こ Fig.3−8直径1.伽m(上)、1.0皿m(中)、0.83㎜m(下)金属 のことはFig.3−3〜Fig. 型SWCNT薄膜の色変化の様子。
3−5の光電気化学の結果
からも分かる。そのため、この色変化の再現性・繰り返し耐久性を光吸収の変化で評価し
た。
Fig.3−9に、直径1.4nm金属型SWCNT薄膜で0.0Vと一2.5Vの往復を約1000回繰り返した ときの吸光度の変化の様子を示す。ここでは直径1.4nm金属型SWCNTのMlバンドの頂点 にあたる700nmの光吸収に着目している。(a)では0.OV×27s→一2.5V×9sで電圧変化する様 子を3.Os間隔で測定し、(b)では0.0V×20s→一2.5VXlOsで電圧変化している様子を0.1s間 隔で測定している。その為厳密には(b)は(a)の一部を示していないが、(b)損1淀後(a)を測定し ており大きな問題は無いと考えられる。(C)では(a)の縦軸を吸光度変化に、横軸を繰り返し 回数(対数)にしてプロットしており、1000回繰り返しても電位オンオフによる吸光度変 化量が一定であることが分かる。
さらに繰り返していくと、1500回程度で吸光度変化量が急に小さくなった。原因には、
完全密閉でないために水などの不純物が混入したことや乾燥窒素雰囲気が十分でなかった ことなどが考えられる。一方で、このように完壁でない実験環境においても1000回以上の、
エレクトロクロミックとして十分な繰り返し耐久性が示せたことは大きく評価できる。
また、(b)から応答速度は1.ls〜1.6sであることが分かった。
1.4
(a)
1.2
1.0
8仁 O.8
○ω さ
葛 0.6
〈
(b)
8 …≡≡
名
ミ≡…
ξ 0.4
0.2
0.0
1.2
0.8
0.4
0,0
20Time[Sl
〔
ON−state
40x103
ON−state ≒ 50
@100 150・i。。工。戸00 250 300 350
(C)1.0 0,8 0.6 葛 0.4 0.2 0.0
○ ○
2 3 4567 2 3 4567 2 3 4567 1 10 100 1000
RePetition number
F晦3−9直径1.4㎜m金属型SWCNTの繰り返し特性。700mmの光吸収に
注目している。(3)は1000回連続で肌0Vと一2.5Vを往復したときの様子、(b)
は一部を拡大し、色との対応を明確にした図、(c)は(a)の縦軸を吸光度変化 に、横軸を繰り返し回数(対数)にしてプロットした図である。
さらに、直径1.4mm金属型SWCNT
から色変化効率(ColorationE節。iencX C.E.)を求めた。その為Fig.3−9の測定 データから、O.0V→一2.5Vのときの吸 光度および電流データをフィッティン グし、時定数を求めた。
その結果を示したグラフがFig.3−10 である。各フィッティングに用いた式 と値は以下の通りである。
・光吸収:1一・・…
^一ル1
a:0,895 ± 0,009 τA:0,967 ニヒ 0.OI7 b箏0,378 ± O.002
1.2
①21.0