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ポリアニリンにおける金属性伝導

Nature 441, 7089 doi: 10.1038/nature04705

いわゆる導電性ポリマーの「金属的状態」における伝導特性は、30年近い材料開発にもかかわらず、依然として通常の金属で典型的にみられるようなものではない。金属的抵抗の特徴、すなわち温度に対する抵抗率の単調減少は、室温未満の全温度域ではまだ得られていない。金属に特有の周波数依存性導電率σ(ω)もまだ観察されていない。一方、「金属性」ポリマーの低温挙動については、構造の乱れによって電荷キャリアが局在化するため、さらに温度を低下させた場合の過去の事例すべてにおいて抵抗率の増加が見られている。この乱れによる局在化によって赤外線応答も変化するので、σ(ω)はドルーデ理論の予測から外れる。今回我々は、厳密な意味で金属性といえるポリマーから得られた古典的な金属的伝導のデータについて報告する。自己安定化分散重合で作成したポリアニリン試料を用いて、1,000 Scm-1を超える室温導電率をもつ試料では、5 Kまでの温度低下に伴って抵抗率が単調減少し、最低測定周波数においても赤外線スペクトルが従来のドルーデモデルの特徴を示すことが見いだされた。

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