JPH0974238A - 光電流増倍素子 - Google Patents
光電流増倍素子Info
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- JPH0974238A JPH0974238A JP7230002A JP23000295A JPH0974238A JP H0974238 A JPH0974238 A JP H0974238A JP 7230002 A JP7230002 A JP 7230002A JP 23000295 A JP23000295 A JP 23000295A JP H0974238 A JPH0974238 A JP H0974238A
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/549—Organic PV cells
Landscapes
- Light Receiving Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 有機溶媒に可溶な高分子材料を光伝導性膜と
して用いる安価で高感度の受光素子、すなわち光電流倍
増素子を提供する。 【解決手段】 導電性基板と電極との間に、光伝導性膜
として、閉殻構造を有するクラスター状炭素を混入させ
た正孔輸送能を持つ導電性高分子からなる薄膜を挟持し
た光電流増倍素子。
して用いる安価で高感度の受光素子、すなわち光電流倍
増素子を提供する。 【解決手段】 導電性基板と電極との間に、光伝導性膜
として、閉殻構造を有するクラスター状炭素を混入させ
た正孔輸送能を持つ導電性高分子からなる薄膜を挟持し
た光電流増倍素子。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光電流倍増素子に
関し、さらに詳しくは有機光伝導体を用いた光電流増倍
素子に関する。光電流増倍素子とは、光を照射すること
によって電気的応答を示す光伝導素子のうち、光電流量
子効率が１を越える素子を意味する。
関し、さらに詳しくは有機光伝導体を用いた光電流増倍
素子に関する。光電流増倍素子とは、光を照射すること
によって電気的応答を示す光伝導素子のうち、光電流量
子効率が１を越える素子を意味する。
【０００２】
【従来の技術】オプトエレクトロニクスの分野におい
て、受光素子は重要なデバイスの１つであり、高感度の
受光素子の開発が望まれている。高感度の受光素子は、
一般に、光キャリア生成量子効率が１を越える現象、す
なわち光電流増倍現象を利用している。無機材料を用い
た素子の分野では、高電界下におけるなだれ現象を利用
した結晶Ｓｉ半導体を用いたアバランシェフォトダイオ
ード、イウォ（Ｓ. -Ｃ.Ｊwo）らがアイ・イー・イー・
イー・トランス・エレクトロン・デヴァイシーズ（ＩＥ
ＥＥ Ｔrans Ｅlectron Ｄevices），３５，１２７９
（１９８８）に報告したa-Ｓｉ：Ｈのpin接合ダイオー
ドのｉ層を多層構造とした素子、ヨシミ（Ｍ.Ｙoshim
i）らがマテリアル・リサーチ・ソサエティ，シンポジ
ウム・プロシーディグス（Ｍat. Ｒes. Ｓoc., Ｓymp.
Ｐroc.），１９２，４５３（１９９０）に報告したｉ層
中にa-ＳｉＮ層をはさんだ素子等において、この光電流
増倍現象を見出している。
て、受光素子は重要なデバイスの１つであり、高感度の
受光素子の開発が望まれている。高感度の受光素子は、
一般に、光キャリア生成量子効率が１を越える現象、す
なわち光電流増倍現象を利用している。無機材料を用い
た素子の分野では、高電界下におけるなだれ現象を利用
した結晶Ｓｉ半導体を用いたアバランシェフォトダイオ
ード、イウォ（Ｓ. -Ｃ.Ｊwo）らがアイ・イー・イー・
イー・トランス・エレクトロン・デヴァイシーズ（ＩＥ
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（１９８８）に報告したa-Ｓｉ：Ｈのpin接合ダイオー
ドのｉ層を多層構造とした素子、ヨシミ（Ｍ.Ｙoshim
i）らがマテリアル・リサーチ・ソサエティ，シンポジ
ウム・プロシーディグス（Ｍat. Ｒes. Ｓoc., Ｓymp.
Ｐroc.），１９２，４５３（１９９０）に報告したｉ層
中にa-ＳｉＮ層をはさんだ素子等において、この光電流
増倍現象を見出している。
【０００３】しかしながら、有機光伝導性材料において
は、最近まで光電流増倍の報告例は全くなかった。１９
９３年に平本らは、ペリレン系の有機顔料薄膜におい
て、有機材料としては世界で初めて、１万倍に達する高
い量子効率で光電流増倍現象が起こることを見出し、ア
プライド・フィジックス・レターズ（Ａppl. Ｐhys. Ｌ
ett.）, ６４，１８７（１９９４）に報告した。この光
電流増倍現象は、ペリレン系有機顔料薄膜中のトラップ
サイトにホールが蓄積されることによって、電極と顔料
薄膜との界面に高電界がかかり、電子がトンネリング注
入される現象であると説明されている。
は、最近まで光電流増倍の報告例は全くなかった。１９
９３年に平本らは、ペリレン系の有機顔料薄膜におい
て、有機材料としては世界で初めて、１万倍に達する高
い量子効率で光電流増倍現象が起こることを見出し、ア
プライド・フィジックス・レターズ（Ａppl. Ｐhys. Ｌ
ett.）, ６４，１８７（１９９４）に報告した。この光
電流増倍現象は、ペリレン系有機顔料薄膜中のトラップ
サイトにホールが蓄積されることによって、電極と顔料
薄膜との界面に高電界がかかり、電子がトンネリング注
入される現象であると説明されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、有機顔
料を用いる場合、一般的には真空蒸着法により薄膜を設
ける必要があるため、製造コストが高くなるという問題
がある。一方、有機溶媒に可溶な高分子材料は、キャス
ト法などにより容易に成膜が可能であるため大面積化が
可能であるのみならず、加工性に優れると言ったメリッ
トがあるため、高分子材料を用いた安価で高感度の受光
素子の開発が強く望まれている。
料を用いる場合、一般的には真空蒸着法により薄膜を設
ける必要があるため、製造コストが高くなるという問題
がある。一方、有機溶媒に可溶な高分子材料は、キャス
ト法などにより容易に成膜が可能であるため大面積化が
可能であるのみならず、加工性に優れると言ったメリッ
トがあるため、高分子材料を用いた安価で高感度の受光
素子の開発が強く望まれている。
【０００５】ワン（Ｙ. Ｗang）はポリビニルカルバゾ
ールにフラーレン（Ｃ60、Ｃ70）をドーピングした材料
に、暗時にコロナ帯電した後光照射を行い、表面電位減
衰の変化量を求めた。その結果、この材料が良い光伝導
体であることを見出した。また、この実験結果をオンサ
ガー（Ｏnsager）の理論式により解析した結果、光キャ
リア生成効率が０.９となることを見出し、ネイチャ
（Ｎature），３５６，５８５（１９９２）に報告し
た。そして、その材料を電子写真感光体として用いる発
明がＷＯ９３／０８５０９（ＰＣＴ／ＵＳ９２／０８６
９３）に開示されている。しかし、それらはポリビニル
カルバゾール／フラーレン系を電子写真感光体に応用す
ることを目的としており、光センサーに応用することは
目的としていない。
ールにフラーレン（Ｃ60、Ｃ70）をドーピングした材料
に、暗時にコロナ帯電した後光照射を行い、表面電位減
衰の変化量を求めた。その結果、この材料が良い光伝導
体であることを見出した。また、この実験結果をオンサ
ガー（Ｏnsager）の理論式により解析した結果、光キャ
リア生成効率が０.９となることを見出し、ネイチャ
（Ｎature），３５６，５８５（１９９２）に報告し
た。そして、その材料を電子写真感光体として用いる発
明がＷＯ９３／０８５０９（ＰＣＴ／ＵＳ９２／０８６
９３）に開示されている。しかし、それらはポリビニル
カルバゾール／フラーレン系を電子写真感光体に応用す
ることを目的としており、光センサーに応用することは
目的としていない。
【０００６】本発明は、有機溶媒に可溶な高分子材料を
光伝導性膜として用いる安価で高感度の受光素子、すな
わち光電流倍増素子を提供しようとするものである。
光伝導性膜として用いる安価で高感度の受光素子、すな
わち光電流倍増素子を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、導電性
基板と電極との間に光伝導性膜を挟持してなる光電流増
倍素子であって、光伝導性膜として、閉殻構造を有する
クラスター状炭素を添加した正孔輸送能を持つ導電性高
分子からなる膜を用いたことを特徴とする光電流増倍素
子が提供される。
基板と電極との間に光伝導性膜を挟持してなる光電流増
倍素子であって、光伝導性膜として、閉殻構造を有する
クラスター状炭素を添加した正孔輸送能を持つ導電性高
分子からなる膜を用いたことを特徴とする光電流増倍素
子が提供される。
【０００８】本発明者らは、正孔輸送能を持つ導電性高
分子の１種であるポリビニルカルバゾールに閉殻構造を
有するクラスター状炭素をドーピングした光伝導薄膜を
金電極とインジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）透明電極で
挟持した光伝導素子を作製し、その素子の特性を評価し
た結果、有機材料を用いた素子としては極めて珍しく、
高分子材料を用いた素子としては初めて光電流量子効率
が１００倍を越える高い光電流増倍現象を観測した。こ
れは、光照射時に光伝導体薄膜中の閉殻構造を有するク
ラスター状炭素に電子がトラップされることにより、電
極と光伝導体薄膜との界面に高電界がかかり、電極から
光伝導体膜にホールが大量に注入される現象であること
が分かっている。
分子の１種であるポリビニルカルバゾールに閉殻構造を
有するクラスター状炭素をドーピングした光伝導薄膜を
金電極とインジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）透明電極で
挟持した光伝導素子を作製し、その素子の特性を評価し
た結果、有機材料を用いた素子としては極めて珍しく、
高分子材料を用いた素子としては初めて光電流量子効率
が１００倍を越える高い光電流増倍現象を観測した。こ
れは、光照射時に光伝導体薄膜中の閉殻構造を有するク
ラスター状炭素に電子がトラップされることにより、電
極と光伝導体薄膜との界面に高電界がかかり、電極から
光伝導体膜にホールが大量に注入される現象であること
が分かっている。
【０００９】正孔輸送能を持つ導電性高分子としては、
成形加工性良好な導電性高分子が望ましく、通常１,０
００〜１０,０００,０００、好ましくは１,０００〜１,
０００,０００の重量平均分子量を有するものが望まし
い。導電性高分子の例として、ポリビニルカルバゾー
ル、ポリアルキルチオフェン、ポリメチルフェニルシラ
ンなどが挙げられる。
成形加工性良好な導電性高分子が望ましく、通常１,０
００〜１０,０００,０００、好ましくは１,０００〜１,
０００,０００の重量平均分子量を有するものが望まし
い。導電性高分子の例として、ポリビニルカルバゾー
ル、ポリアルキルチオフェン、ポリメチルフェニルシラ
ンなどが挙げられる。
【００１０】導電性高分子として、正孔輸送能を有する
導電性高分子を用いる場合、閉殻構造を有するクラスタ
ー状炭素を導電性高分子に混入することにより、優れた
光伝導特性が現れる。この優れた光伝導体薄膜と電極と
を組み合わせた光伝導素子においては、一定電界下にお
いて光照射時に光キャリアが生成した場合、閉殻構造を
有するクラスター状炭素に電子がトラップされることに
よって、光伝導薄膜と電極と界面に高電界がかかり、ホ
ールが電極から注入されることによって光電流量子効率
が１を越えることが可能となる。したがって、光電流増
倍現象を発現させるためには、光伝導薄膜と電極との界
面付近にクラスター状炭素が存在する必要がある。
導電性高分子を用いる場合、閉殻構造を有するクラスタ
ー状炭素を導電性高分子に混入することにより、優れた
光伝導特性が現れる。この優れた光伝導体薄膜と電極と
を組み合わせた光伝導素子においては、一定電界下にお
いて光照射時に光キャリアが生成した場合、閉殻構造を
有するクラスター状炭素に電子がトラップされることに
よって、光伝導薄膜と電極と界面に高電界がかかり、ホ
ールが電極から注入されることによって光電流量子効率
が１を越えることが可能となる。したがって、光電流増
倍現象を発現させるためには、光伝導薄膜と電極との界
面付近にクラスター状炭素が存在する必要がある。
【００１１】本発明の光電流倍増素子に用いる電極とし
ては、従来の光伝導素子に使用されている電極、例えば
金属、金属酸化物、無機半導体、有機半導体などの電極
が用いられる。光入射面側の電極の光透過率は、８０％
以上であることが特に好ましい。そのような高い光透過
率を有する電極としては、インジウム錫酸化物（ＩＴ
Ｏ）が例示できる。
ては、従来の光伝導素子に使用されている電極、例えば
金属、金属酸化物、無機半導体、有機半導体などの電極
が用いられる。光入射面側の電極の光透過率は、８０％
以上であることが特に好ましい。そのような高い光透過
率を有する電極としては、インジウム錫酸化物（ＩＴ
Ｏ）が例示できる。
【００１２】閉殻構造を有するクラスター状炭素は、通
称フラーレンと呼ばれ、Ｃ60、Ｃ70、Ｃ84などを含み、
一般にＣｘで表される。フラーレンは大きなイオン化ポ
テンシャルを持ち、かつ安定であるだけでなく有機溶媒
にも可溶であり、性能、取り扱いに優れた電子吸引性物
質であり、電子吸引能力に優れている。
称フラーレンと呼ばれ、Ｃ60、Ｃ70、Ｃ84などを含み、
一般にＣｘで表される。フラーレンは大きなイオン化ポ
テンシャルを持ち、かつ安定であるだけでなく有機溶媒
にも可溶であり、性能、取り扱いに優れた電子吸引性物
質であり、電子吸引能力に優れている。
【００１３】導電性高分子にクラスター状炭素を配合す
る方法は、特に限定されないが、例えば導電性高分子と
クラスター状炭素を有機溶媒中に溶解し、その後、有機
溶媒を除去する方法；導電性高分子を溶解させた有機溶
媒とクラスター状炭素を溶解させた有機溶媒とを混合
し、その後、有機溶媒を除去する方法；導電性高分子と
クラスター状炭素を共蒸着させる方法などがある。
る方法は、特に限定されないが、例えば導電性高分子と
クラスター状炭素を有機溶媒中に溶解し、その後、有機
溶媒を除去する方法；導電性高分子を溶解させた有機溶
媒とクラスター状炭素を溶解させた有機溶媒とを混合
し、その後、有機溶媒を除去する方法；導電性高分子と
クラスター状炭素を共蒸着させる方法などがある。
【００１４】上記の方法で使用される有機溶媒の例とし
て、芳香族炭化水素（例えば、ベンゼン、トルエンな
ど）、テトラヒドロフラン、ハロゲン化炭化水素（例え
ば、クロロホルム、ジクロロメタン、ジクロロエタンな
ど）が好ましく用いられる。
て、芳香族炭化水素（例えば、ベンゼン、トルエンな
ど）、テトラヒドロフラン、ハロゲン化炭化水素（例え
ば、クロロホルム、ジクロロメタン、ジクロロエタンな
ど）が好ましく用いられる。
【００１５】本発明において、クラスター炭素の量は、
導電性物質１００重量部当たり、通常０.００１〜１０
０重量部、好ましくは０.０１〜５０重量部である。
導電性物質１００重量部当たり、通常０.００１〜１０
０重量部、好ましくは０.０１〜５０重量部である。
【００１６】本発明の光電流倍増素子を構成する光伝導
性膜の厚みは、通常０.０１〜１００μｍ、好ましくは
０.０５μｍ〜３０μｍであり、電極の厚みは、通常０.
０１μｍ〜１００μｍ、好ましくは０.０５μｍ〜１０
μｍである。
性膜の厚みは、通常０.０１〜１００μｍ、好ましくは
０.０５μｍ〜３０μｍであり、電極の厚みは、通常０.
０１μｍ〜１００μｍ、好ましくは０.０５μｍ〜１０
μｍである。
【００１７】また、この光伝導性膜に、例えば特定の波
長に吸収のある導電性高分子材料を用いたり、特定の領
域（赤外域、可視域、紫外域）に吸収のある有機材料と
導電性高分子とを組み合わせて用いることにより、赤外
域の波長の光を検出するＩＲセンサー、紫外域の波長の
光を検出するＵＶセンサー、赤、青または緑といった特
定の可視域の光を検出するカラーセンサーを製造するこ
とが可能である。また、導電性高分子の場合、膜面方向
の導電性が低いため高感度のイメージセンサーを製造す
ることも可能である。
長に吸収のある導電性高分子材料を用いたり、特定の領
域（赤外域、可視域、紫外域）に吸収のある有機材料と
導電性高分子とを組み合わせて用いることにより、赤外
域の波長の光を検出するＩＲセンサー、紫外域の波長の
光を検出するＵＶセンサー、赤、青または緑といった特
定の可視域の光を検出するカラーセンサーを製造するこ
とが可能である。また、導電性高分子の場合、膜面方向
の導電性が低いため高感度のイメージセンサーを製造す
ることも可能である。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、実施例に基づいて本発明を
説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるもので
はない。実施例１ ポリ(９−ビニルカルバゾール)（和光純薬工業株式会社
製）９８.５mgとＣ60１.５mgをトルエン１０ｇに溶かし
た溶液を、ＩＴＯを蒸着した石英基板上にスピンコート
によって塗布し、乾燥して厚み１.５μmのフィルムを形
成した。その後、金を約２０nmの厚みで蒸着した。これ
によって有効面積０.０２cm2の膜面に垂直な方向が、図
１に模式的に示した構造の素子を作製した。図１の素子
は、導電性基板１、クラスター状炭素２１を含む導電性
高分子２２からなる光伝導性膜２および電極からなる。
説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるもので
はない。実施例１ ポリ(９−ビニルカルバゾール)（和光純薬工業株式会社
製）９８.５mgとＣ60１.５mgをトルエン１０ｇに溶かし
た溶液を、ＩＴＯを蒸着した石英基板上にスピンコート
によって塗布し、乾燥して厚み１.５μmのフィルムを形
成した。その後、金を約２０nmの厚みで蒸着した。これ
によって有効面積０.０２cm2の膜面に垂直な方向が、図
１に模式的に示した構造の素子を作製した。図１の素子
は、導電性基板１、クラスター状炭素２１を含む導電性
高分子２２からなる光伝導性膜２および電極からなる。
【００１９】この素子を光導入型クライオスタット（Ｃ
Ｎ−３：テクノロ工業株式会社製）に取り付け、０.１
Ｐaの減圧下で性能の測定を行った。すなわち、ＩＴＯ
電極を正バイアスあるいは負バイアスとして所定の直流
電圧を印加しておき、３００Ｗ−キセノンランプ光をモ
ノクロメーターで単色化した光（３００nm〜８００nm）
をＩＴＯ電極側から素子に照射し、この時の電流の変化
を光電流として測定した。
Ｎ−３：テクノロ工業株式会社製）に取り付け、０.１
Ｐaの減圧下で性能の測定を行った。すなわち、ＩＴＯ
電極を正バイアスあるいは負バイアスとして所定の直流
電圧を印加しておき、３００Ｗ−キセノンランプ光をモ
ノクロメーターで単色化した光（３００nm〜８００nm）
をＩＴＯ電極側から素子に照射し、この時の電流の変化
を光電流として測定した。
【００２０】この素子の光電流量子効率は、量子効率が
既知のＳiフォトダイオード（Ｓ１３３７−６６ＢＱ：
浜松ホトニクス株式会社製）との光電流値との比較によ
って求めた。３００nm〜８００nmの波長の幅広い波長域
で、１００Ｖ以上の印加電圧下で量子効率が１を越える
多くの光キャリアが素子に流れた。波長３４０nmの光
（光強度：０.３３mＷcm-2）を照射した場合の光電流量
子効率と印加電圧の関係を図２に示す。
既知のＳiフォトダイオード（Ｓ１３３７−６６ＢＱ：
浜松ホトニクス株式会社製）との光電流値との比較によ
って求めた。３００nm〜８００nmの波長の幅広い波長域
で、１００Ｖ以上の印加電圧下で量子効率が１を越える
多くの光キャリアが素子に流れた。波長３４０nmの光
（光強度：０.３３mＷcm-2）を照射した場合の光電流量
子効率と印加電圧の関係を図２に示す。
【００２１】ＩＴＯを正バイアス、負バイアスとした場
合のいずれも、印加電圧を増加させるにつれ光電流量子
効率が増大し、１３０Ｖで効率が１００倍を越える光電
流が得られた。
合のいずれも、印加電圧を増加させるにつれ光電流量子
効率が増大し、１３０Ｖで効率が１００倍を越える光電
流が得られた。
【００２２】比較例１ Ｃ60の代わりに２,４,７−トリニトロ−９−フルオレノ
ン（東京化成工業株式会社製）を用いた以外は、実施例
１と全く同じ構造の素子を作製し、評価した。ＩＴＯを
正バイアス、負バイアスとした場合のいずれも、印加電
圧を増加させるにつれ光電流量子効率が増大したが、１
３０Ｖの印加電圧下でも１０％程度の量子効率しか得ら
れず、光電流増倍現象は観測できなかった。
ン（東京化成工業株式会社製）を用いた以外は、実施例
１と全く同じ構造の素子を作製し、評価した。ＩＴＯを
正バイアス、負バイアスとした場合のいずれも、印加電
圧を増加させるにつれ光電流量子効率が増大したが、１
３０Ｖの印加電圧下でも１０％程度の量子効率しか得ら
れず、光電流増倍現象は観測できなかった。
【００２３】比較例２ ポリ(９−ビニルカルバゾール)（和光純薬工業株式会社
製）９８.５mgとＣ60１.５mgをトルエン１０ｇに溶かし
た溶液（Ａ溶液）とポリ（９−ビニルカルバゾール）
（和光純薬工業株式会社製）１００mgのみをトルエン１
０ｇに溶かした溶液（Ｂ溶液）を調製した。ＩＴＯを蒸
着した石英基板上に、Ｂ溶液をスピンコートによって塗
布し、乾燥して厚み３μmのフィルムを形成した後、そ
のフィルム上にＡ溶液を用いて同様の方法で厚み１.５
μmのフィルムを形成し、またそのフィルム上にＢ溶液
を用いて同様の方法で厚み３μmのフィルムを形成し、
その上に金を約２０nmの厚みで蒸着した。これによって
有効面積０.０２cm2の膜面に垂直な方向が図３に模式的
に示した構造の素子を作製した。
製）９８.５mgとＣ60１.５mgをトルエン１０ｇに溶かし
た溶液（Ａ溶液）とポリ（９−ビニルカルバゾール）
（和光純薬工業株式会社製）１００mgのみをトルエン１
０ｇに溶かした溶液（Ｂ溶液）を調製した。ＩＴＯを蒸
着した石英基板上に、Ｂ溶液をスピンコートによって塗
布し、乾燥して厚み３μmのフィルムを形成した後、そ
のフィルム上にＡ溶液を用いて同様の方法で厚み１.５
μmのフィルムを形成し、またそのフィルム上にＢ溶液
を用いて同様の方法で厚み３μmのフィルムを形成し、
その上に金を約２０nmの厚みで蒸着した。これによって
有効面積０.０２cm2の膜面に垂直な方向が図３に模式的
に示した構造の素子を作製した。
【００２４】この素子を光導入型クライオスタット（Ｃ
Ｎ−３：テクノロ工業株式会社製）に取り付け、０.１
Ｐａの減圧下で性能の測定を行った。すなわち、ＩＴＯ
電極を正バイアスあるいは負バイアスとして所定の直流
電圧を印加しておき、３００Ｗ−キセノンランプ光をモ
ノクロメーターで単色化した光（３００ｎｍ〜８００ｎ
ｍ）をＩＴＯ電極側から試料に照射し、この時の電流の
変化を光電流として測定した。
Ｎ−３：テクノロ工業株式会社製）に取り付け、０.１
Ｐａの減圧下で性能の測定を行った。すなわち、ＩＴＯ
電極を正バイアスあるいは負バイアスとして所定の直流
電圧を印加しておき、３００Ｗ−キセノンランプ光をモ
ノクロメーターで単色化した光（３００ｎｍ〜８００ｎ
ｍ）をＩＴＯ電極側から試料に照射し、この時の電流の
変化を光電流として測定した。
【００２５】素子の光電流量子効率は、量子効率が既知
のＳiフォトダイオード（Ｓ１３３７−６６ＢＱ：浜松
ホトニクス株式会社製）との光電流値との比較によって
求めた。３００ｎｍ〜８００ｎｍの波長の幅広い波長域
で、６００Ｖまで印加電圧を上げても、量子効率は１を
越えなかった。したがって、素子の光電流量子効率が１
を越えるためには、正孔輸送能性高分子中に分散してい
るクラスター状炭素が電極との界面付近に存在する必要
があることが明らかである。
のＳiフォトダイオード（Ｓ１３３７−６６ＢＱ：浜松
ホトニクス株式会社製）との光電流値との比較によって
求めた。３００ｎｍ〜８００ｎｍの波長の幅広い波長域
で、６００Ｖまで印加電圧を上げても、量子効率は１を
越えなかった。したがって、素子の光電流量子効率が１
を越えるためには、正孔輸送能性高分子中に分散してい
るクラスター状炭素が電極との界面付近に存在する必要
があることが明らかである。
【００２６】
【発明の効果】本発明によれば、溶媒に可溶な安価な高
分子材料を用いることにより容易に大面積の光伝導薄膜
の形成が可能であり、安価に光電流増倍素子が製造でき
る。本発明の光電流増倍素子は、オプトエレクトロニク
スの分野において重要な、高感度の受光素子やＵＶセン
サー、ＩＲセンサー、カラーセンサー、イメージセンサ
ーとして利用できる。
分子材料を用いることにより容易に大面積の光伝導薄膜
の形成が可能であり、安価に光電流増倍素子が製造でき
る。本発明の光電流増倍素子は、オプトエレクトロニク
スの分野において重要な、高感度の受光素子やＵＶセン
サー、ＩＲセンサー、カラーセンサー、イメージセンサ
ーとして利用できる。
【図１】 本発明の光電流倍増素子の一例の模式的断面
図。
図。
【図２】 実施例１の光電流倍増素子における印加電圧
と量子効果の関係を示すグラフ。
と量子効果の関係を示すグラフ。
【図３】 比較例２の光伝導素子の模式的断面図。
１…導電性基板、２…光伝導性膜、３…電極、２１…ク
ラスター状炭素、２２…導電性高分子。
ラスター状炭素、２２…導電性高分子。
Claims (4)
- 【請求項１】 導電性基板と電極との間に光伝導性膜を
挟持してなる光電流増倍素子であって、光伝導性膜とし
て、閉殻構造を有するクラスター状炭素を添加した正孔
輸送能を持つ導電性高分子からなる膜を用いたことを特
徴とする光電流増倍素子。 - 【請求項２】 正孔輸送能を持つ導電性高分子が、ポリ
ビニルカルバゾールである請求項１記載の光電流増倍素
子。 - 【請求項３】 クラスター状炭素の添加量が、導電性高
分子１００重量部当たり、０.００１〜１００重量部で
ある請求項１記載の光電流倍増素子。 - 【請求項４】 光伝導性膜の厚さが、０.０１〜１００
μmである請求項１記載の光電流倍増素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23000295A JP3627311B2 (ja) | 1995-09-07 | 1995-09-07 | 光電流増倍素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23000295A JP3627311B2 (ja) | 1995-09-07 | 1995-09-07 | 光電流増倍素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0974238A true JPH0974238A (ja) | 1997-03-18 |
| JP3627311B2 JP3627311B2 (ja) | 2005-03-09 |
Family
ID=16901068
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23000295A Expired - Fee Related JP3627311B2 (ja) | 1995-09-07 | 1995-09-07 | 光電流増倍素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3627311B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11160896A (ja) * | 1997-11-28 | 1999-06-18 | Dainippon Printing Co Ltd | 光センサーおよび情報記録装置 |
| JP2002123059A (ja) * | 2000-10-16 | 2002-04-26 | Japan Science & Technology Corp | 光電流増倍型感光体装置 |
| WO2005060012A1 (ja) * | 2003-12-17 | 2005-06-30 | Sumitomo Chemical Company, Limited | 有機光‐光変換デバイス |
| JP2005538555A (ja) * | 2002-09-05 | 2005-12-15 | コナルカ テクノロジーズ インコーポレイテッド | 光起電活性層および有機性光起電素子の処理方法 |
-
1995
- 1995-09-07 JP JP23000295A patent/JP3627311B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11160896A (ja) * | 1997-11-28 | 1999-06-18 | Dainippon Printing Co Ltd | 光センサーおよび情報記録装置 |
| JP2002123059A (ja) * | 2000-10-16 | 2002-04-26 | Japan Science & Technology Corp | 光電流増倍型感光体装置 |
| JP2005538555A (ja) * | 2002-09-05 | 2005-12-15 | コナルカ テクノロジーズ インコーポレイテッド | 光起電活性層および有機性光起電素子の処理方法 |
| JP2011135095A (ja) * | 2002-09-05 | 2011-07-07 | Konarka Technologies Inc | 光起電活性層および有機性光起電素子の処理方法 |
| WO2005060012A1 (ja) * | 2003-12-17 | 2005-06-30 | Sumitomo Chemical Company, Limited | 有機光‐光変換デバイス |
| GB2427308A (en) * | 2003-12-17 | 2006-12-20 | Sumitomo Chemical Co | Organic light-light conversion device |
| JPWO2005060012A1 (ja) * | 2003-12-17 | 2007-12-13 | 住友化学株式会社 | 有機光−光変換デバイス |
| GB2427308B (en) * | 2003-12-17 | 2009-02-25 | Sumitomo Chemical Co | Organic light-light conversion device |
| US8003976B2 (en) | 2003-12-17 | 2011-08-23 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Organic light-light conversion device |
| JP4781819B2 (ja) * | 2003-12-17 | 2011-09-28 | 住友化学株式会社 | 有機光−光変換デバイス |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3627311B2 (ja) | 2005-03-09 |
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