JPH02257675A - ヘテロ分子接合に基づく光素子 - Google Patents

ヘテロ分子接合に基づく光素子

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JPH02257675A
JPH02257675A JP1079238A JP7923889A JPH02257675A JP H02257675 A JPH02257675 A JP H02257675A JP 1079238 A JP1079238 A JP 1079238A JP 7923889 A JP7923889 A JP 7923889A JP H02257675 A JPH02257675 A JP H02257675A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、集積回路分野に用いられる光素子に関する。
さらに詳しくは、光伝導、光起電力効果などの特性に優
れた光素子に関する。
［従来の技術〕 従来、無機および有機半導体の光電効果に関しては多く
の研究開発が行なわれ、さまざまな分野で光素子として
利用されている。半導体の光電効果としては、とくに光
伝導（ｐｈｏｔｏｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ）と光起電力効
果（ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ　ｏｆｆｅｃｔ）が有名
であり、光素子としての応用例も多い。
光伝導の例としては硫化カドミウムの結晶などがよく知
られている。青木昌治著の「電子物性工学Ｊ　Ｐ２Ｏ３
にも記載されている第５図に示すように、結晶に光が入
射すると光のエネルギーが電子を充満帯から伝導帯に励
起させ、自由電子と自由な正孔が生成され、これらが電
極間の結晶内および電極−結晶間を通過することにより
光伝導性を示す。
この過程は第６図に示すとおりである。
また、光起電力効果を利用した素子の例としては、半導
体ＰＮ接合による光電池や光の検出に用いられるフォト
ダイオードなどが有名である。
半導体フォトダイオードの物理過程の例をエイヤリブ（
Ａ、ＹＡＲＩＶ）著、多田邦雄、神谷武志共訳の「光エ
レクトロニクスの基礎ｊ　Ｐ２Ｏ３に記載されている第
６図に示す。以下に「光エレクトロニクスの基礎」の表
現に沿って物理過程を示す。図中、Ａでは入射光子がＰ
影領域中で吸収され、正孔と導電電子が発生する。この
場所と空乏層との間隔が拡散距離以下であれば、この電
子は高い確率で空乏層に到達し、電界の影響下でドリフ
トし空乏層を横切る。Ｃでは光子がｎ影領域中で空乏層
に近いところで吸収されると、その結果束じた正孔は空
乏層へ向って拡散し、つぎにドリフトしてそれを横切る
。Ｂのように光子が空乏層内で吸収されることもあり、
このばあいには生じた正孔、導′ｗ１電子双方とも電界
の下で互いに逆向きにドリフトし、それぞれＰ形側また
はｎ形側に到達する。
有機化合物を用いた光起電力効果としては、金属電極と
有機化合物層との間に生ずるショットキ（５ｅｈｏｔｔ
ｋｙ）バリヤが光吸収に基づくキャリヤ生成に寄与して
いるばあいがほとんどある。この例としてはデイ　エイ
　シーカ−（Ｄ、Ａ、５ｅａｎｏｒ）著、エレクトリカ
ル　ブロバナイズ　オブ　ボリマーズ（Ｅｌｅｃｔｒｉ
ｃａｌ　Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ’　Ｐｏ１ｙｌｌ
ｅｒｓ）。
Ｃｈａｐ、４に詳しい。
［発明が解決しようとする課題］ 従来の光素子、とくに光伝導および光起電力効果を利用
した光素子は以上のように構成されているため、光伝導
は電子写真の感光板や光センサとして利用され、光起電
力効果は太陽電池や光センサとして利用されている。ま
た、半導体ＰＮ−接合はＭＯ８構造として形成できるた
め微細加工が可能であり、１００万画素以上のＣＯＤイ
メージセンサなどが実用レベルにある。
ところで、高周波応答特性は光素子として求められる重
要な点である。すなわち、高感度−高速応答特性の光素
子が求められるわけであるが、従来の光伝導素子におい
ては半導体のバンド構造を利用しており、光起電力効果
素子においては半導体ＰＮ接合や金属−半導体間ショッ
トキーバリヤを利用しているため、ｐまたはｎ影領域中
で発生したキャリヤの拡散時間が有限であること、また
ＰＮ接合部やショットキーバリヤ部の空間電荷層の幅が
有限であることによりキャリヤの走行時間による光応答
の遅延がおこる。このため従来型素子により光応答の高
速化を図るためにはキャリヤの通過時間を短くする、す
なわち、空間電荷層の幅や半導体層の幅を薄くする必要
がある。しかし、このように素子の厚さを薄くすると逆
にキャリヤ数が少なくなり、感度が低下するという欠点
がある。
本発明は、かかる状況に鑑みてなされたものであり、異
なるレドックス電位を有する二種類の酸化還元物質膜（
ＬＢ膜のへテロ累積膜など）を用いることにより、素子
の高速−高感度化を実現すると同時に三次元素子やハイ
ブリッド素子としての利用が可能となる光素子を提供す
ることを目的とする。
［課題を解決するための手段］ ところで、微生物の生体膜および高等生物のミトコンド
リアの内膜中には、それぞれ機能は異なるが、Ｈ２、有
機酸、ＮＡＤ　（Ｐ）　Ｉｔ　（Ｎｌｃｏｔｌｎｅａｍ
１ｄｅＡｄｅｎｉｎｅ　Ｄｌｎｕｅｌｅｏｔｉｄｅ　（
Ｐｈｏｓｐｈａｔｅ））などの還元性の化学物質から電
子を引抜く酵素蛋白質とともに、その引抜かれた電子を
生体膜の定められた方向に運ぶ電子伝達能を有する蛋白
質（以下、電子伝達蛋白質という）が複数種類存在して
いる。そしてこれらの電子伝達蛋白質は生体膜中に一定
の配向性をもって埋め込まれ、分子間で電子伝達が起こ
るように特異的な分子間配置をとっている。
このように、電子伝達蛋白質は生体膜中で精巧な配置を
もって連鎖状に並んでいるため、電子を蛋白質連鎖に沿
って流すことが可能で、電子の動きを分子レベルで制御
することができると考えられる。
第７図に電子伝達蛋白質の連鎖（電子伝達系）の−例と
して、ミトコンドリアの内膜の電子伝達系を模式的に示
す。図中、（６）はミトコンドリアの内膜、（刀〜ｎは
電子伝達蛋白質であり、還元性有機物であるＮＡＤＨ（
図中（Ｌ））、コハク酸（図中０１））からそれぞれＮ
　Ａ　Ｄ　Ｈ−Ｑ還元酵素（７）、コハク酸脱水素酵素
（８）により引抜かれた電子は、ＮＡＤＩＩ−Ｑ還元酵
素（′７）、コハク酸脱水素酵素（８）−チトクローム
ｂ（９１−チトクロームｃ　１００）−チトクロームＣ
０１）−チトクロームａ　０２Ｊ−チトクロームａ３Ｄ
の経路で伝達し、出口側Ｎで最終的に酸素に渡され、水
を生ずる。
第７図に示した電子伝達蛋白質は電子伝達時に酸化還元
（レドックス）反応を伴い、各電子伝達蛋白質のレドッ
クス電位の負の準位から正の準位へと電子を流すことが
できる。
また、電子伝達蛋白質の中には、光照射され電子が励起
されることにより、電子の存在準位が変化するものもあ
る。
また、最近の知見によれば、同一生体内に存在している
電子伝達蛋白質ばかりでなく、異種の生体内に存在する
電子伝達蛋白質を組み合わせても電子伝達が可能な電子
伝達蛋白質複合体を形成することが可能であることが示
されている。
したがって、適当なレドックス電位を有する酸化還元物
質を２種類（ＡおよびＢ）用い、これらの一方に光によ
って電子が励起されるものを選び、これらをＡ−Ｂと２
層に累積させれば、それらのレドックス電位の違いを利
用して光照射によって光電流や光電圧を発生するヘテロ
分子接合を形成できると考えられる。本発明者らはこの
ことに着目して本発明を創作したものである。
すなわち、本発明は、 第１の酸化還元物質からなる第１酸化還元物質膜と、 第１の酸化還元物質とレドックス電位が異なる第２の酸
化還元物質からなり、第１酸化還元物質膜に接着接合さ
れた第２酸化還元物質膜と、ｉｉ酸化還元物質および第
２酸化還元物質膜のそれぞれに接続した電極とを備えて
なり、前記酸化還元物質のレドックス電位の違いを利用
し、光照射によって第１または第２の酸化還元物質の電
子の存在状態を制御して、光伝導特性を呈するようにし
たこと、または光電圧を発生させることを特徴とするヘ
テロ分子接合に基づく光素子に関する。
［作　用コ 本発明におけるレドックス電位の異なる２種類の酸化還
元物質を接合した複合体は、光伝導や光起電力効果など
の光素子機能を呈する。すなわち、第４（ａ）〜４（Ｃ
）図として示す＾−Ｂ型酸化還元物質複合体の模式図と
そのエネルギー準位の関係を用いて説明すると、この酸
化還元物質ＡおよびＢを接合してなる複合体では、８分
子の電子の最高占有軌道に存在する電子を光照射により
最低非占有軌道へ励起させることができる。このように
ＡおよびＢ分子層に対応する電子のエネルギー準位差を
光照射により制御することができるため、結果として、
光伝導や光起電力効果を発生させることが可能となる。
このとき、＾およびＢ分子層のエネルギー準位は、それ
ぞれの分子層内の結晶性のためにバンド的な広がりをも
つこともあろう。
［実施例］ 本発明には第１の酸化還元物質および第２の酸化還元物
質としては、たとえばフラビン誘導体、ポルフィリン誘
導体、ビオロゲン、メチレンプルインドフェノール、フ
ェノサフラニン、アヌレン、ニュートラルレッド、トル
イジンブルーガロシアニン、インジゴ、フェノチアジン
などの誘導体などがあげられるが、生体模擬物質である
ため酸化還元反応が安定におこり、また電子移動速度が
速いという点からフラビン誘導体およびポルフィリン誘
導体が好ましい。
前記フラビン誘導体としては、一般式（Ｉ）：で示され
る化合物があげられる。
一般式（Ｉ）中のＲ１およびＲ２は次の組合せからなる
水素原子またはアルキル基である。
（０１７１は水素原子または炭素数１〜５のアルキル基 Ｒ２は炭素数１５〜２０のアルキル基 （ｉｌ）Ｒ１は炭素数６〜２０のアルキル基Ｒ２は炭素
数６〜２０のアルキル基 ■Ｒ１は炭素数１５〜２０のアルキル基Ｒ２は水素原子
または炭素数１〜５のアルキル基 Ｒ１およびＲ２が前記のごとき組合わせの基からなるた
め極性の制御ができ、水面上で均一な単分子膜を作製す
ることが可能となる。
また、Ｒ３およびＲ４はそれぞれ水素原子、炭素数１〜
５のアルキル基、カルボニル基を含む置換基、メチルチ
オ酢酸基またはメチルチオコハク酸基である。Ｒ３およ
びＲ４がこれらの基であるため、１分子当りの陰イオン
の数を０．１．２と変えることができる。また、単分子
膜中におけるイソアロキサジン環の位置を制御できる。
また、単分子膜中におけるイソアロキサジン環の配向性
を制御できる。
前記フラビン誘導体の好ましい具体例としては、たとえ
ば Ｃ９Ｈユ９ ０９”１１９ などがあげられる。
前記ポルフィリン誘導体としては、一般式（Ｉｌｌ　。
一般式（ＩＩ： または一般式（ＩＶ）。
で表わされる化合物があげられる。
一般弐（ＩＩ）〜Ｎ中のＭはＩ’ｅまたはＲｕであり、
ＨがＦｅまたはＲｕであるため２価と３価との間の酸化
還元反応が安定におこる。
一般式（Ｉ［）〜■中のＸおよびＹはそれぞれハロゲン
原子、Ｃｏ、　−０ＣＯＣ１＋３　、ピリジン、イミダ
ゾール、Ｐ（ＯＲ５）３　マタハＰＲ５３（Ｒ５ハｃｔ
−Ｃａ）低級アルキル基）である。ＸやＹがこれらの原
子や基でないばあい、２価または３価の状態の安定性が
低くなり、劣化が起こりやすくなる。なおＸとＹは同じ
でもよく、異なっていてもよい。
一般式（ＩＩ）〜■中のｍおよびｎはそれぞれ５〜２０
、好ましくは５〜１５の整数である。３やｎが５未満の
ばあい一般式［１［）〜■で表わされる化合物の疎水性
が充分でなくなり、！、Ｂ膜を形成させるのに好ましい
単分子膜を形成させることができなくなり、一方、２０
をこえると逆に一般式（Ｉ［）〜Ｎで表わされる化合物
の疎水性アルキル鎖が長くなりすぎ、単分子膜累積膜を
作製する際に層間のポルフィリン環間距離が長くなりす
ぎ、電子伝達特性が低くなる。なお、■とｎとは同じで
もよく、異なっていてもよい。
ポルフィリン金属錯体のアルカリ金属塩は、前記一般式
ｆｉｌ）〜Ｎで表わされる化合物のアルカリ金属塩であ
る。該アルカリ金属としてはＮａ５Ｋなどがあげられる
。本発明のポルフィリン金属錯体のアルカリ金属塩は、
一般式（ＩＩ）〜Ｎ中のカルボキシル基の一つが塩にな
っていてもよく、二つが塩になっていてもよい。
前記ポルフィリン誘導体の好ましい具体例としては、た
とえば （Ｐｙはピリジンを示す） などがあげられる。
本発明の光素子には、レドックス電位が互いに異なる第
１の酸化還元物質および第２の酸化還元物質が用いられ
る。レドックス電位の差は電子移動速度を速め、光電変
換効率を高める観点から０．３〜１．ＯＶであるのが好
ましい。
第１の酸化還元物質と第２の酸化還元物質の組合わせに
とくに限定はないが、第１の酸化還元物質として前記ポ
ルフィリン誘導体およびフラビン誘導体のいずれか一方
を用い、第２の酸化還元物質としてのこりの一方を用い
るのがレドックス電位差が適当であり、酸化還元反応が
安定に進行するため、電子移動速度が速いという点から
好ましい。
前記酸化還元物質からなる第１の酸化還元物質膜および
第２の酸化還元物質膜は、膜厚がそれぞれ１０〜５００
人でとくに１０〜ｌＯＯ人であるのが電子走行時間を短
縮し、素子としての応答速度を速めるという点から好ま
しい。このような膜としては、ラングミュア−プロジェ
ット（ＬａｎｇＩｌｕｌｒ−ｎｔｏｄｇｅｔｔ）（Ｌｎ
）法、ＭＢＥ　（モレキュラー　ビームエピタキシー）
法、直空蒸着法、ＣＶＤ　（ＣｈｅｍｌｃａｌＶａｐｏ
ｒ　Ｄｅｐｏｓｔｔｉｏｎ）法などによって作製した膜
があげられるが、有機分子の単分子膜の安定な秩序構造
を保持した形での累積という観点からＬＢ法によってえ
られる単分子膜や２〜１０層程度の累積膜が好ましい。
ＬＢ法では、本発明者らの検討の結果、製膜時の膜圧を
抑制することによって配向性を制御でき、２５〜３２．
５ｍＮ−ｍ−１（ミリニュートン・バー中メータ）の膜
圧でフラビン誘導体、ポルフィリンＬＢ膜ともに良好な
配向性を呈することがわがった。
ＬＢ法の詳細は、げ）アイウィング　ラングミコア（ｌ
ｙｉｎｇ　Ｌａｎｇｍｕｉｒ）　、電気学会雑誌２第５
５巻。
２０４〜２１３頁、昭和１０年４月、（ロ）ケイ　ブロ
ジェット（Ｋ、ＢＩｏｄｇｅｔｔ）　、　ジャーナル　
オブ　アメリカン　ケミカル　ソサイティ（Ｊｏｕｒｎ
ａｌ　ｏｆＡｍｅｒｉｃａｎ　ＣｈｅＩｌｃａｌ　５ｏ
ｃｔｅｔｙ）　、　Ｖｏｌ　５７．　Ｐｔ００７゜ｌ９
３５年、（’Ｎ杉道夫ら、固体物理、　Ｖｏｌ　１７．
　Ｐ７４４〜７５２．１９８２年、に）ジャーナル　オ
ブ　コロイドアンド　インターフェイス　サイエンス（
Ｊｏｕｒｎａｌｏｒ　Ｃｏ１１ｏｉｄ　ａｎｄ　Ｉｎｔ
ｅｒｆａｃｅ　５ｅ１ｅｎｃｏ）、　Ｖｏｌ　６Ｂ。
Ｐ４７１〜４７７．１９７９年などに記載されている。
本発明の光素子は、たとえば第１図に示すように第１酸
化還元物質膜（３）と第２酸化還元物質膜（４）とが接
着接合され、第１酸化還元物質膜（３）に第１の電極（
２が接続され、第２酸化還元物質膜（４）に第２の電極
（５）が接続されてなる。
前記電極は、酸化還元物質膜間に所定の電圧を印加する
ためのものであり、通常のＡｇ−ＡＬＪＳＡＮなどから
なる金属製電極や、５ｎ０２、ＩＴＯなどからなる透明
電極が用いられる。
また本発明の光素子は酸化還元物質膜を３８類以」二層
するものであってもよい。
接着接合は、第１酸化還元物質膜をＬＢ法、ＭＢ２法、
ＣＶＤ法などで作製したのち、その上層に第２酸化還元
物質膜をＬＢ法などで作製することにより容易にえられ
る。光照射に用いる光は、第１または第２酸化還元物質
膜が光吸収を行なう波長の光が用いられる。たとえばフ
ラビン誘導体のばあいには、２５０〜５２０ｎｍの範囲
の波長の光が用いられる。光照射の方法は普通一般の方
法でよく、とくに限定はない。
前記のごとく構成されてなる本発明の光素子は、レドッ
クス電位の異なる二種類の酸化還元物質を該素子の構成
材料として用い、そのヘテロ膜接合を光照射によるキャ
リヤ発生の場とすることにより、光電流発生効率が高く
、かつ大きな光電圧発生が可能な高効率の光素子である
。さらに、ＬＢ法で作製する単分子膜または単分子膜累
積膜を酸化還元物質膜として用いることにより超薄型光
素子が可能どなり、光応答の高速化が可能となる。また
、ＬＢ膜は下地基板の結晶性によらず作製できるため、
三次元素子としての利用やＳ】などの従来型半導体素子
との組合わせによるハイブリッド素子としての利用が可
能となる。
つぎに本発明の光素子の製法の一例を説明する。
まず基板上にイオンビーム法、分子線法、蒸着法、ＣＶ
Ｄ法などにより電極を形成する。つぎにＬＢ法などによ
り電極に接するように第１酸化還元物質膜を形成し、そ
の上にＬＢ法などにより第２酸化還元物質膜を形成する
。３種類以上の酸化還元物質膜を有する光素子を製造す
るばあい（酸化還元物質がＡ−Ｂ−Ａ型の素子を製造す
るばあい）は、さらに酸化還元物質膜を形成する。つぎ
に最」二層の酸化還元物質膜に接するように電極を形成
することにより、本発明の光素子が製造される。
以下、本発明の一実施例を第１〜２図に基づき、さらに
具体的に説明する。
第１図は本発明の一実施例の光素子を組込んだ装置を示
す模式的断面図で、第２図は形成した光素子を組込んだ
装置を分解して示す分解斜視図である。
実施例１ まずガラス基板（１）に、厚さ１０００人、幅１■の平
行（１ａｓ間隔）で複数条のＡＩからなる電極Ｃ２を形
成した。
つぎにこの基板を用いて 式： で示されるポルフィリン誘導体（ＲＰＰ旧をＬＢ法によ
り膜圧２７．５ＩＩＮ−ｍ−’で３分子層累積して第１
酸化還元物質膜（３）を形成した。
つぎに、この（１）、（ａ、（３）からなる基板−１−
に式：Ｃ９Ｉ（１９ で示されるフラビン誘導体をＬＢ法により膜圧３０ｄ・
ｍ　’で４分子層累積して第２酸化還元物質膜（４）を
形成した。第２酸化還元物質膜（４）は第１酸化還元物
質膜（３）に累積して接着接合されている。またこれら
のレドックス電位差は７００ｍＶであった。
つぎに電極（′２Ｉに直角方向に厚さ　１００人、幅１
■の平行（１ｍｍ間隔）で複数条のＡＮからなる半透明
の第２の電極（５）を形成した。
このようにして作製された光素子に波長４５０ｎａ＋で
約４５０μＶの光を照射したばあいと、照射しない暗時
のばあいの電圧−電流特性を測定した。結果を第３図に
示す。
第３図から、光照射時において暗時よりも非常に大きな
電流が流れることがわかる。ここでは下地電極（２）を
接地して上層の半透明電極（３）に電圧を印加した結果
を示したが、＋ＩＶ印加のときに大きな光電流が発生し
ていることがわかる。
なお、実施例１では第１酸化還元物質膜および第２酸化
還元物質膜としてそれぞれポルフィリン誘導体の単分子
膜累積膜とフラビン誘導体の単分子膜累積膜を用いたば
あいについて説明したが、これらのＬＢ膜が単分子膜で
あってもよい。また第１酸化還元物質膜および第２酸化
還元物質膜の一方がＬＢ膜であり他方がＬＢ膜膜外外酸
化還元物質膜であってもよく、両者がＬＢ膜膜外外酸化
還元物質膜であってもよい。さらに実施例１の例はＡ−
Ｂ型の２層構造であるがＡ−Ｂ−Ａ型などの３層以上の
多層構造であってもよい。
［発明の効果］ 本発明によれば、従来の半導体フォトダイオード（ｐ−
ｎ接合タイプなど）と同様の動作を行なう光素子を、分
子レベルの超微細な大きさの素子として実現でき、該素
子を用いて高密度、高速度化が可能な光イメージセンサ
をうろことができる。また、本発明の素子は下地の基板
の性質によらずに酸化還元物質膜を累積することが容易
なため三次元素子としての構成が容易となるほか、従来
のＳＩ半導体やＧａＡｓなどの化合物半導体素子と組合
わせたハイブリッド素子として構成することも容易とな
る。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例の光素子を組込んだ装置を模
式的に示す断面図、第２図は該装置を分解して示す分解
斜視図、第３図は実施例１の光素子の電圧−電流特性を
示すグラフ、第４（ａ）図はＡ−Ｂ型酸化還元物質複合
体の模式図、第４而図および第４（Ｃ）図は該複合体の
エネルギー準位を示す説明図、第５図は光起電力効果の
説明図、第６図は光伝導の説明図、第７図はミトコンド
リアの内膜の電子伝達系を示す模式図である。 （図面の主要符号） （２）、（５）：電極 （３）：第１酸化還元物質膜 （４）：第２酸化還元物質膜 才１　閲 ２．５：電極 ３：第１酸化還元物質膜 ４°第２酸化】仝元物質膜 才２０ ：電極 ：第１戯化還元物質膜 ：第２酸化還元物質膜 才３ −０．５ 圧（Ｖ） 才６ ｐ影領域 ｎ影領域 ３、ｗＵノ９アス

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）第１の酸化還元物質からなる第１酸化還元物質膜
    と、 第１の酸化還元物質とレドックス電位が異なる第２の酸
    化還元物質からなり、第１酸化還元物質膜に接着接合さ
    れた第２酸化還元物質膜と、 第１酸化還元物質膜に接続した第１の電極および第２酸
    化還元物質膜に接続した第２の電極とを備えてなり、 前記酸化還元物質のレドックス電位の違いを利用し、光
    照射によって第１または第２の酸化還元物質の電子の存
    在状態を制御して、光伝導特性を呈するようにしたこと
    を特徴とするヘテロ分子接合に基づく光素子。
  2. （２）第１の酸化還元物質からなる第１酸化還元物質膜
    と、 第１の酸化還元物質とレドックス電位が異なる第２の酸
    化還元物質からなり、第１酸化還元物質膜に接着接合さ
    れた第２酸化還元物質膜と、 第１酸化還元物質膜に接続した第１の電極および第２酸
    化還元物質膜に接続した、第２の電極とを備えてなり、 前記酸化還元物質のレドックス電位の違いを利用し、光
    照射によって第１または第２の酸化還元物質の電子の存
    在状態を制御して、光電圧を発生させることを特徴とす
    るヘテロ分子接合に基づく光素子。
  3. （３）第１および第２の酸化還元物質がラングミュア−
    プロジェット法で作製された単分子膜または単分子膜累
    積膜である請求項１または２記載の光素子。
  4. （４）第１酸化還元物質膜がフラビン誘導体およびポル
    フィリン誘導体のいずれか一方であり、第２酸化還元物
    質膜がフラビン誘導体およびポルフィリン誘導体ののこ
    りの一方である請求項１記載の光素子。
  5. （５）フラビン誘導体が一般式（ I ）： ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ） （式中、Ｒ＾１、Ｒ＾２は次の組合わせからなる水素原
    子またはアルキル基を示す （ I ）Ｒ＾１は水素原子または点素数１〜５のアルキ
    ル基 Ｒ＾２は炭素数１５〜２０のアルキル基 （II）Ｒ＾１は炭素数６〜２０のアルキル基Ｒ＾２は炭
    素数６〜２０のアルキル基 （III）Ｒ＾１は炭素数１５〜２０のアルキル基Ｒ＾２
    は水素原子または炭素数１〜５のアルキル基 Ｒ＾３およびＲ＾４はそれぞれ水素原子、炭素数１〜５
    のアルキル基、カルボニル基を含む置換、メチルチオ酢
    酸基またはメチルチオコハク酸基を示す）で表わされる
    化合物である請求項４記載の光素子。
  6. （６）ポルフィリン誘導体が、一般式（II）：▲数式、
    化学式、表等があります▼（II） 一般式（III）： ▲数式、化学式、表等があります▼（III） または一般式（IV）： （IV） （式中、ＭはＦｅまたはＲｕを示す、Ｘ、ＹおよびＺは
    Ｍに対する配位子であり、Ｍの種類と価数によって（I
    I）、（III）または（IV）の構造をとることができ、そ
    れぞれハロゲン原子、ＣＯ、−ＯＣＯＣＨ＿３、ピリジ
    ン、イミダゾール、Ｐ（ＯＲ＾５）＿３またはＰＲ＾５
    ＿３（Ｒ＾５はＣ＿１〜Ｃ＿４の低級アルキル基）を示
    し、ＸとＹは同じでもよく、異なっていてもよい、ｍと
    ｎは同じでもよく異なっていてもよい）で示されるポル
    フィリン金属錯体またはそのアルカリ金属塩である請求
    項４記載の光素子。
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