２光子光電子分光による有機半導体／金属基板界面の非占有電子状態の研究
| Project/Area Number |
13J01705
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Research Field |
Physical chemistry
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
上羽 貴大 大阪大学, 理学研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2014)
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| Budget Amount *help |
¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
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| Keywords | 2光子光電子分光 / 非占有準位 / LUMO / 有機薄膜 / ルブレン / グラファイト |
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| Outline of Annual Research Achievements |
有機分子が基板に吸着すると，分子と基板との間の相互作用によって，界面特有の電子状態が形成される．この電子状態によって，気相や分子固体とは異なる新たな光励起過程やダイナミクスが発現することが明らかになってきており，原理解明に向けて精力的な研究が行われている．有機ー基板界面における光励起や，電子ダイナミクスを解明するためには，まず光励起，電子ダイナミクスに関与するフェルミ準位近傍の電子状態を特定しなければならない．しかしながら非占有電子状態に関する情報は，占有電子状態に比較すると非常に少ない．そこで本研究は，有機ー基板界面のモデル系としてグラファイト基板上ルブレン薄膜を選び，その界面の非占有電子状態を明らかにし，光励起過程と電子ダイナミクスを解明することを目的として，2光子光電子(2PPE)分光による研究を行った．
ルブレンの最低非占有分子軌道(LUMO)の電子励起過程と電子緩和ダイナミクスを調べた．吸着分子第1層では，分子ー基板相互作用が分子励起に強く影響していることがわかった．そして，LUMOに励起された電子は，吸着分子第3層程度までは基板へのトンネル効果により，第3層以上では膜内での電子ー正孔再結合により，緩和していることを示した．さらに，LUMOに励起された電子の緩和ダイナミクスは，励起光の光子エネルギーによって変化する．これはLUMOへの電子励起の際に占有軌道に生じた正孔が緩和ダイナミクスに影響することを強く示唆する．
また，有機薄膜の電子状態には薄膜構造が影響するため，薄膜構造の決定が重要である．そこで，そして，ルブレン単結晶に対しても2PPE測定を行い，結果を比較することで，ルブレン薄膜の成長過程について考察した．グラファイト基板上第1層では，ルブレンのテトラセン骨格長軸が表面にほぼ平行になるように並び，膜厚が大きくなるにつれて長軸は表面垂直方向に近づく薄膜成長が推測される．
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| Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(10 results)
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[Presentation] ルブレン薄膜/基板界面における電子励起過程2014
Author(s)
上羽貴大, 西村史也, 國枝省吾, 渡辺悠, 坂上このみ, 寺脇理恵, 山田剛司, 加藤浩之, 宗像利明
Organizer
第9回有機デバイス院生研究会
Place of Presentation
九州大学伊都キャンパス稲盛財団記念館，福岡県，福岡市西区
Year and Date
2014-06-18 – 2014-06-20
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