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有機デバイス界面における波動関数の重なりと界面電荷移動に関する研究

Research Project

Project/Area Number 07J52183
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Physical chemistry
Research InstitutionChiba University

Principal Investigator

細貝 拓也  Chiba University, 大学院・自然科学研究科, 特別研究員(DC2) (90613513)

Project Period (FY) 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Keywords導電性高分子 / 有機薄膜 / 表面分子配向 / 波動関数の広がり / 紫外光電子分光法 / 準安定励起原子電子分光法 / 有機ヘテロ接合
Research Abstract

有機半導体薄膜を用いた光電子デバイスでは、複数の有機ヘテロ界面における電荷移動がその機能化に重要である。報告者は、有機デバイスに関連した有機ヘテロ接合間の電荷移動と波動関数(φ)の重なりの関係を紫外光電子分光法(UPS)/準安定暦原子電子分光法(MAES)を用いて研究を行った。報告者はこれまでに、導電性高分子ポリ-3-アルキルチオフェン(PAT)の分子配向が薄膜表面で異なり、HOMOのφの膜表面外側への広がりの程度が変化することを明らかにしてきた。すなわち、(i)表面にアルキル基が露出することでHOMOのφの膜表面外側へ広がりが抑制され、一方、(ii)表面に主鎖のポリチオフェンが露出することでHOMOのφが膜表面外側に多く広がる。報告者は本年度の前半において、PAT薄膜の表面分子配向のより大きな変化が、(i)は浸漬法または高速回転のスピンコート法、(ii)は摩擦転写法で制御できることを一部国際学術雑誌において報告した。また、そのように作製した2種類のPAT薄膜上に有機半導体ペンタセン(PEN)を真空蒸着法によって積層し、PENの分子配向と電子状態の関係をUPSおよびMAESを用いて研究した。その結果、PENの分子配向は下地のPAT薄膜のHOMOのφの張り出し具合に依存せず、分子の長軸を基板に対して垂直にして配向し、またエネルギー位置やバンド分散などの電子状態の特徴的な違いも明らかには見られなかった。PAT薄膜表面には、(i)はもとより(ii)においても基板に対して平行になったアルキル基が主鎖と同様に存在する。このため、上地分子と下地分子のφの重なりと電子状態の関係をはっきりと見極めるには、光電子顕微鏡や走査型トンネン顕微鏡などによる空間的な電子状態の観察が重要であると考えられる。また、有機ヘテロ接合界面のφの重なりと電気特性の関係は、現在、産業技術総合研究所との共同で有機薄膜型太陽電池を作製して研究中である。

Report

(1 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2008 2007

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (7 results)

  • [Journal Article] Change in molecular conformation of dibenzo-crown ether induced by weak molecule-substrate interaction2008

    • Author(s)
      T. Hosokai, M. Horie, T. Aoki, S. Nagamatsu, S. Kera, K.K. Okudaira, N. Ueno
    • Journal Title

      Journal of Physical Chemistry C 112

      Pages: 4643-4648

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Substrate Dependent Molecular Orientation in Thin Films of Bisazomethine Dye Studied by Metastable Atom Electron Spectroscopy and Ultraviolet Photoelectron Spectroscopy2007

    • Author(s)
      T. Hosokai, S. Kera, S. Matsumoto, K.K. Okudaira, N. Ueno
    • Journal Title

      Molecular Crystals and Liquid Crystals 472

      Pages: 43-50

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Control of the Interchain pai-pai interaction and Electron Density Distribution at the Surface of Conjugated Poly (3-hesylthiophene) Thin Films2007

    • Author(s)
      X.T. Hao, T. Hosokai, N, Mitsuo, S. Kera, K.K. Okudaira, K. Mase, N. Ueno
    • Journal Title

      Journal of Physical Chemistry B 111

      Pages: 10365-10372

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The Control of Electronic States Spreading Outside the Conjugated Poly mer Surface in Organic Electronics2007

    • Author(s)
      X.T. Hao, T. Hosokai, N. Mitsuo, S. Kera, K.K. Okudaira, K. Mase, N. Ueno
    • Journal Title

      Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 965E

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Surface Electronic Structures of Polythiophene Derivatives2007

    • Author(s)
      X.T. Hao, T. Hosokai, N. Mitsuo, S. Kera, K.K. Okudaira, K. Mase, N. Ueno
    • Journal Title

      Macromol. Symp 249-250

      Pages: 493-497

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Enhancement of pai-electron orbital spread at outermost surface of poly-alkylthiophene thin films by friction-transfer technique2007

    • Author(s)
      T. Hosokai, Y. Suzuki, X.T. Hao, N. Tanigaki, S. Kera, K. Mase, K. Sakamoto, K.K. Okudaira, N.Ueno
    • Organizer
      The 4th Workshop on Advanced Spectroscopy of Organic Materials for Electronic Applications (ASOMEA4)
    • Place of Presentation
      Chiba(Japan)
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Change in molecular conformation of dibenzo-crown ether on graphite surface studied by ultraviolet photoelectron and metastable atom electron spectroscopy2007

    • Author(s)
      T. Hosokai, T. Aoki, M. Horie, S. Kera, N. Ueno
    • Organizer
      European conference of molecular electronics (ECME)2007
    • Place of Presentation
      Metz (France)
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 電子分光法によるクラウンエーテルの固体基板上への吸着状態と電子構造の解明2007

    • Author(s)
      細貝拓也、堀江正樹、青木健、永松伸一、解良聡、奥平幸司、上野信雄
    • Organizer
      第1回分子科学討論会
    • Place of Presentation
      東北大学
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] ポリ-3-ヘキシルチオフェン薄膜の最表面分子軌道:平均分子量の違いによる影響2007

    • Author(s)
      鈴木雄一郎、細貝拓也、X.T. Hao、間瀬一彦、解良聡、奥平幸司、上野信雄
    • Organizer
      第1回分子科学討論会
    • Place of Presentation
      東北大学
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 摩擦転写法で製膜したポリ-3-ヘキシルチオフェン薄膜の最表面分子軌道2007

    • Author(s)
      鈴木雄一郎、細貝拓也、X.T. Hao、間瀬一彦、解良聡、奥平幸司、上野信雄
    • Organizer
      第68回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      北海道工業大学
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 導電性高分子薄膜の最表面分子軌道の観測2007

    • Author(s)
      鈴木雄一郎、細貝拓也、X.T. Hao、間瀬一彦、解良聡、奥平幸司、上野信雄
    • Organizer
      PF研究会「高輝度真空紫外・軟X線放射光を用いた機能性有機・生体分子薄膜研究の新展開」
    • Place of Presentation
      つくば
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] クラウンエーテルの電子構造:分子-基板間相互作用による立体構造変化の観測2007

    • Author(s)
      細貝拓也、堀江正樹、青木健、永松伸一、解良聡、上野信雄
    • Organizer
      PF研究会「高輝度真空紫外・軟X線放射光を用いた機能性有機・生体分子薄膜研究の新展開」
    • Place of Presentation
      つくば
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2007-04-01   Modified: 2024-03-26  

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