有機高分子材料のスマート電気物性設計法の考案
【研究キーワード】
第一原理計算 / 分子動力学計算 / 電荷移動度 / ポリマー / tim-of-flight / マルチスケール計算 / Time of flight / Pulsed electro-acoustic / 移動度 / 絶縁材料 / 機械学習 / 誘電絶縁材料 / 高分子 / ポリエチレン / 高分子絶縁材料 / 量子化学計算 / 電荷移動 / 絶縁劣化 / 材料設計
【研究成果の概要】
本研究では第一原理計算を基本とした多階層計算方法を開発し、これを高分子絶縁材料に適用し、高分子材料中の電荷移動の特徴を明らかにすることができた。計算結果はポリマーの場合、多様な指針に基づき、電荷移動特性を制御できることを示唆した。さらに、多階層計算によって実験的に得られるマクロな電流波形をもとめる方法を開発した。また、電荷移動度を実験的に得るための絶縁材料用のTOF測定装置を構築した。その結果、計算と実験双方において分散性のある電流波形が得られ、さらにはその電荷移動度は良好に一致した。
【研究の社会的意義】
本計算結果によってポリマーの電荷移動特性とポリマーのモルフォロジーの関係などポリマー物理とくにポリマーの多階層性あるいは、分子鎖内および分子鎖間のミクロな電荷移動とマクロな電荷輸送特性の関係を明らかにした点において学術的に意義深い。また、実験と計算結果が比較可能なことを示すことができ、これらは、高分子材料における電荷移動特性の制御や予測に使える強力な解析方法となる。
【研究代表者】
【研究分担者】 |
| 佐藤 正寛 | 東京大学 | 先端科学技術研究センター | 助教 | (Kakenデータベース) |
| 三宅 弘晃 | 東京都市大学 | 理工学部 | 教授 | (Kakenデータベース) |
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【研究種目】挑戦的研究(萌芽)
【研究期間】2018-06-29 - 2021-03-31
【配分額】6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)