JPH0772251B2 - Doping control method for conductive polymer - Google Patents
Doping control method for conductive polymerInfo
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- JPH0772251B2 JPH0772251B2 JP60159715A JP15971585A JPH0772251B2 JP H0772251 B2 JPH0772251 B2 JP H0772251B2 JP 60159715 A JP60159715 A JP 60159715A JP 15971585 A JP15971585 A JP 15971585A JP H0772251 B2 JPH0772251 B2 JP H0772251B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、導電性高分子のドーピング制御方法に関す
る。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for controlling doping of a conductive polymer.
（従来の技術） 最近、高度に発達した共役系を有する導電性高分子重合
体が注目を集めている。これら導電性高分子は、例え
ば、吉野、日本金属学会会報、第22巻第471頁（1983）
に記載されているように、金属に匹敵する高い電導度か
ら半導体や絶縁体程度に至る広い範囲にわたる導電性を
有し、また、例えば、吉野、化学、第40巻第33頁（198
5）に記載されているように、ある種の物質をドーピン
グすることによつてその導電性を任意に制御することが
でき、更に、この際の導電性の変化と共に導電性高分子
のその他の性質、例えば、光学的性質、熱的性質、磁気
低性質等も大幅に変化することが知られている。(Prior Art) Recently, a conductive polymer having a highly developed conjugated system has been attracting attention. These conductive polymers are described in, for example, Yoshino, The Japan Institute of Metals, Vol. 22, p. 471 (1983).
As described in (1), it has conductivity over a wide range from high conductivity comparable to that of metals to semiconductors and insulators. For example, Yoshino, Kagaku, Vol. 40, page 33 (198).
As described in 5), it is possible to arbitrarily control the conductivity of the conductive polymer by doping a certain substance. It is known that properties such as optical properties, thermal properties, low magnetic properties, etc. also change significantly.
このような導電性高分子の性質を利用して、近年、電子
スイツチ、光スイツチ、色スイツチ、メモリー、二次電
池、センサー等としての応用が提案されているが、特
に、導電性高分子へのドーピングによる諸性質の大幅な
変化を利用すれば、極めて利用価値の高いセンサーを実
現することができる。また、導電性高分子に種々の物質
をドーピングし、或いは、脱ドーピングし得ることは、
導電性高分子をいわば吸着剤やフイルターとして利用す
ることができることを意味する。Utilizing the properties of such a conductive polymer, application as an electronic switch, an optical switch, a color switch, a memory, a secondary battery, a sensor, etc. has been proposed in recent years. By utilizing the drastic changes in various properties due to the doping of, it is possible to realize a sensor of extremely high utility value. In addition, it is possible to dope or dedope the conductive polymer with various substances,
This means that the conductive polymer can be used as an adsorbent or a filter, so to speak.
このようなドーピング物質としても、従来より種々のも
のが知られており、（山辺ら、「合成金属」（化学同
人））例えば、AsF5、BF3、FeCl3等のハロゲン化物、Cl
O4 -、PF6 -、AsF6 -等のルイス酸はｐ型ドーパントとして
知られており、また、Na、Ka等のアルカリ金属、アンモ
ニア、テトラエチルアンモニウムやテトラブチルアンモ
ニウムはｎ型ドーパントとして知られている。更に、最
近では一酸化窒素や二酸化窒素もドーパントとなること
が報告されている（Yoshinoら、polymer Comm.,26,103
（1985））。Various types of such doping substances have been known in the past (Yamabe et al., “Synthetic Metals” (chemical coterie)), for example, halides such as AsF 5 , BF 3 , FeCl 3 and Cl.
Lewis acids such as O 4 − , PF 6 − and AsF 6 − are known as p-type dopants, and alkali metals such as Na and Ka, ammonia, tetraethylammonium and tetrabutylammonium are known as n-type dopants. ing. Furthermore, it has recently been reported that nitric oxide and nitrogen dioxide can also serve as dopants (Yoshino et al., Polymer Comm., 26 , 103).
(1985)).
これらドーパントの導電性高分子へのドーピング方法と
しては、例えば、ドーパントであるガスに導電性高分子
を曝す方法、ドーパントを含む溶液中に導電性高分子を
浸漬する方法、電気化学的方法、イオン・イソプランテ
ーシヨン等が知られている。Examples of the method of doping the conductive polymer with these dopants include a method of exposing the conductive polymer to a gas that is a dopant, a method of immersing the conductive polymer in a solution containing the dopant, an electrochemical method, an ion. -Iso plantation is known.
しかし、上記した従来のドーピング方法には種々の限界
がある。例えば、ドーパントによつては、上記の方法に
よつてはドーピングし得ない場合もあり、また、一旦、
ドーピングされたドーパントを導電性高分子より除去
し、或いは回収することが困難な場合もある。導電性高
分子をセンサーとして用いるときは、かかる導電性高分
子は一度に限つて使用し得るにすぎず、実用上、致命的
である。前記したように吸着剤やフイルターとして用い
るときも同じである。However, the above-mentioned conventional doping method has various limitations. For example, some dopants may not be doped by the above method, and once
In some cases, it may be difficult to remove or recover the doped dopant from the conductive polymer. When a conductive polymer is used as a sensor, such a conductive polymer can be used only once and is practically fatal. The same applies when used as an adsorbent or a filter as described above.
（発明の目的） そこで、本発明者は、上記したような従来の導電性高分
子のドーピング又は脱ドーピングにおける問題を解決す
るために鋭意研究した結果、予期しないことに、導電性
高分子のドーピング量又は脱ドーピング量を光照射によ
つて変化することを見出した。本発明はかかる知見に基
づいてなされたものであり、従つて、本発明は、導電性
高分子のドーピング制御方法を提供することを目的とす
る。(Object of the Invention) Then, as a result of intensive research for solving the problems in the conventional doping or dedoping of the conductive polymer as described above, unexpectedly, the doping of the conductive polymer was unexpectedly performed. It was found that the amount or dedoping amount was changed by light irradiation. The present invention has been made based on such findings, and therefore, the present invention aims to provide a method for controlling doping of a conductive polymer.
（発明の構成） 本発明による導電性高分子のドーピング制御方法は、導
電性高分子にドーパントをドーピングし、又は導電性高
分子からドーパントを脱ドーピングさせるに際して、光
を照射してドーピング量又は脱ドーピング量を制御する
ことを特徴とする。(Structure of the Invention) The method for controlling the doping of a conductive polymer according to the present invention comprises irradiating light to irradiate light when doping or dedoping a conductive polymer with a dopant. The feature is that the doping amount is controlled.
本発明においては、導電性高分子として、例えば、ポリ
チオフエン、ポリピロール、ポリアニリン、ポリアセチ
レン及びこれらの誘導体を挙げることができるが、これ
らに制限されるものではない。また、光としても、例え
ばタングステンランプによる白色光を好適に用いること
ができるが、これに制限されるものではない。In the present invention, examples of the conductive polymer include, but are not limited to, polythiophene, polypyrrole, polyaniline, polyacetylene and derivatives thereof. Further, as the light, for example, white light from a tungsten lamp can be preferably used, but the light is not limited thereto.
本発明において、ドーパントも特に制限されず、前述し
たものを含むと共に、ドーピング方法も、前述した方法
のいずれによることもできるが、本発明の方法は特にド
ーパントがガス分子であつて、導電性高分子にガス分子
であるドーパントをドーピングし、或いはガス分子であ
るドーパントを脱ドーピングする際に効果的である。In the present invention, the dopant is not particularly limited and includes the above-mentioned ones, and the doping method can be any of the above-mentioned methods. In the method of the present invention, the dopant is a gas molecule, and the conductivity is high. It is effective when doping a molecule with a dopant that is a gas molecule or when dedoping a dopant that is a gas molecule.
本発明の方法において、ドーピングの制御とは、導電性
高分子へのドーパントのドーピング量の変化、即ち、増
加又は減少、及び導電性高分子からのドーパントの脱ド
ーピングを含み、一般に、光照射のない場合に比べて、
ドーピング量を増加させ、或いは減少させ、又は光照射
下に脱ドーピングさせることをいう。In the method of the present invention, controlling the doping includes changing the doping amount of the dopant into the conductive polymer, that is, increasing or decreasing, and dedoping of the dopant from the conductive polymer. Compared to the case without
It means increasing or decreasing the doping amount, or de-doping under light irradiation.
例として、ガス分子のドーピング及び脱ドーピングにつ
いて説明する。ガス分子をドーパントとして、これに導
電性高分子を曝す場合、光照射がないときは、導電性高
分子へのドーパント量は、通常、導電性高分子の構造、
ドーパントの種類、ドーパントの圧力等によつて上限が
決定されるが、光照射下にドーピングを行なうことによ
り、ドーピング量が上記上限を越えて増大し、例えば、
導電性高分子の電気抵抗が一層減少する。また、導電性
高分子やドーパントによつては、一旦、ドーピングされ
たドーパントは、導電性高分子を真空下においても、容
易には脱ドーピングされないが、かかるドーパントも光
照射をすることにより容易に脱ドーピングされるのであ
る。As an example, doping and dedoping of gas molecules will be described. When a conductive polymer is exposed to a gas molecule as a dopant, when no light irradiation is performed, the amount of the dopant in the conductive polymer is usually the structure of the conductive polymer,
The upper limit is determined by the type of dopant, the pressure of the dopant, etc., but by performing doping under light irradiation, the doping amount increases beyond the above upper limit, for example,
The electric resistance of the conductive polymer is further reduced. In addition, depending on the conductive polymer or the dopant, once the doped dopant is not easily dedoped even under vacuum of the conductive polymer, such a dopant can be easily removed by light irradiation. It is dedoped.
（発明の効果） 以上のように、本発明によれば、光照射下に導電性高分
子にドーピングすることによつて、ドーパントのドーピ
ング量を任意に増減させることができ、又は脱ドーピン
グさせることができるので、導電性高分子の種々の性質
を制御することができる。(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, the doping amount of a dopant can be arbitrarily increased or decreased by doping a conductive polymer under light irradiation. Therefore, various properties of the conductive polymer can be controlled.
以下に実施例を挙げて本発明を説明する。The present invention will be described below with reference to examples.
実施例１ 厚さ20μｍのポリチオフエンを試料として、5mm間隔の
電極間に200Vの電圧を印加したところ、約10-9Aの暗電
流が流れた。次に、ポリチオフエンを200mbarの一酸化
窒素と40mbarの酸素との混合ガスに曝したところ、電流
値は約10-6Aまで上昇した。そこで、これにタングステ
ンランプ（300W）の白色光を照射したところ、電流値は
約５×10-5Aまで上昇し、光照射による誘起ドーピング
が生じた。光照射を停止すると、電流値はほぼ当初の約
10-6Aに戻つた。Example 1 When polythiophene with a thickness of 20 μm was used as a sample and a voltage of 200 V was applied between the electrodes at 5 mm intervals, a dark current of about 10 −9 A flowed. Next, when polythiophene was exposed to a mixed gas of 200 mbar of nitric oxide and 40 mbar of oxygen, the current value increased to about 10 −6 A. Then, when this was irradiated with white light from a tungsten lamp (300 W), the current value increased to about 5 × 10 −5 A, and induced doping by light irradiation occurred. When the light irradiation is stopped, the current value is almost the original value.
Returned to 10 -6 A.
実施例２ 厚さ24μｍのポリチオフエンを試料として、5mm間隔の
電極間に200Vの電圧を印加し、一酸化窒素と酸素との混
合ガス（容積比5:1、圧力35mbar）に曝したところ、電
流値は約10-8Aであつた。これに実施例１と同じタング
ステンランプにて白色光を照射したところ、電流値は約
10-5Aまで上昇し、光照射による誘起ドーピングが生じ
た。光照射を停止すると、電流値はほぼ当初の約５×10
-7Aに戻り、その後、この一定値を保持した。Example 2 Polythiophene having a thickness of 24 μm was used as a sample, a voltage of 200 V was applied between electrodes at intervals of 5 mm, and the sample was exposed to a mixed gas of nitric oxide and oxygen (volume ratio 5: 1, pressure 35 mbar). The value was about 10 -8 A. When this was irradiated with white light from the same tungsten lamp as in Example 1, the current value was about
It increased to 10 -5 A, and induced doping by light irradiation occurred. When the light irradiation is stopped, the current value is approximately 5 × 10 5
It returned to -7 A and kept this constant value thereafter.
また、このポリチオフエンを真空下においたが、顕著な
電流の減衰は認められなかつた。Moreover, when this polythiophene was placed under vacuum, no significant current decay was observed.
従つて、光照射によつてドーピングされたドーパントは
ある程度安定であることが理解される。Therefore, it is understood that the dopant doped by light irradiation is somewhat stable.
実施例３ 実施例２において、電流値が約５×10-7Aの一定値にな
つたポリチオフエンに真空中でタングステンランプ（30
0W）による白色光を照射すると、電流値は約10-8Aまで
低下した。従つて、真空中での光照射によつて、ドーパ
ントが一部、脱ドープしたことが理解される。Example 3 In Example 2, a tungsten lamp (30) was used in vacuum on a polythiophene having a constant current value of about 5 × 10 −7 A.
When irradiated with white light (0 W), the current value decreased to about 10 -8 A. Therefore, it is understood that the dopant was partially dedoped by the light irradiation in vacuum.
実施例４ 厚さ10μｍのポリクロロフエニルアセチレンを試料とし
て、5mm間隔の電極間に200Vの電圧を印加したところ、
約５×10-10Aの暗電流が流れた。このポリクロロフエニ
ルアセチレンを900mbarのアンモニアガスに曝したとこ
ろ、電流値は約10-6Aまで上昇した。そこで、これにタ
ングステンランプ（300W）の白色光を照射したところ、
電流値は約10-7Aまで低下した。即ち、光照射によつて
脱ドープが生じた。このポリクロロフエニルアセチレン
を光照射なしにアンモニアガスに曝すことによつて、電
流値はほぼ当初の値に復帰した。Example 4 Polychlorophenylacetylene having a thickness of 10 μm was used as a sample, and a voltage of 200 V was applied between electrodes at 5 mm intervals.
A dark current of about 5 × 10 -10 A flowed. When this polychlorophenylacetylene was exposed to 900 mbar ammonia gas, the current value increased to about 10 -6 A. So, when this was irradiated with white light from a tungsten lamp (300W),
The current value dropped to about 10 -7 A. That is, dedoping was caused by light irradiation. By exposing this polychlorophenylacetylene to ammonia gas without light irradiation, the current value was returned to almost the original value.
Claims (2)
し、又は導電性高分子からドーパントを脱ドーピングさ
せるに際して、光を照射してドーピング量又は脱ドーピ
ング量を制御することを特徴とする導電性高分子のドー
ピング制御方法。1. A high conductivity type characterized by irradiating light to control the doping amount or the dedoping amount when the conductive polymer is doped with a dopant or is dedoped from the conductive polymer. Molecular doping control method.
する特許請求の範囲第１項記載の導電性高分子のドーピ
ング制御方法。2. The method for controlling the doping of a conductive polymer according to claim 1, wherein the dopant is a gas molecule.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60159715A JPH0772251B2 (en) | 1985-07-18 | 1985-07-18 | Doping control method for conductive polymer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60159715A JPH0772251B2 (en) | 1985-07-18 | 1985-07-18 | Doping control method for conductive polymer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6220560A JPS6220560A (en) | 1987-01-29 |
| JPH0772251B2 true JPH0772251B2 (en) | 1995-08-02 |
Family
ID=15699700
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60159715A Expired - Lifetime JPH0772251B2 (en) | 1985-07-18 | 1985-07-18 | Doping control method for conductive polymer |
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|---|---|
| JP (1) | JPH0772251B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0735546U (en) * | 1993-12-17 | 1995-07-04 | 株式会社福原鋳物製作所 | Manhole cover for fire protection water tank |
| JP3248405B2 (en) * | 1995-09-05 | 2002-01-21 | 富士ゼロックス株式会社 | Image forming method and image forming apparatus |
-
1985
- 1985-07-18 JP JP60159715A patent/JPH0772251B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6220560A (en) | 1987-01-29 |
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