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有機複合材料の自己組織化構造の分子レベル観察に基づく機能創成

Research Project

Project/Area Number 15J05607
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Thin film/Surface and interfacial physical properties
Research InstitutionUniversity of Tsukuba

Principal Investigator

長谷川 友里  筑波大学, 数理物質科学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2015-04-24 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Fiscal Year 2017: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2016: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2015: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords有機半導体薄膜 / 自己組織化構造 / 走査プローブ顕微鏡 / 表面 / 薄膜 / 有機分子 / 自己組織化 / 表面科学
Outline of Annual Research Achievements

本研究は,ドーパントとなる異種原子や分子を添加した有機半導体分子膜における分子レベルの自己組織化構造が,有機分子薄膜の巨視的な物性に及ぼす影響を解明することを目的とした.これを明らかにすることで,新規機能性薄膜材料の創成に貢献することを目指す.有機半導体分子膜は軽薄化や大面積化が可能であり,既存の無機半導体薄膜では実現し難い機能を得られる.ドーピングをはじめとする有機半導体分子膜の巨視的な物性の制御には,分子レベルで分子配列構造を制御することが重要となるが,ドーパントの添加された有機複合薄膜の構造は非常に複雑であり,分子配列構造と巨視的物性との相関はまだ十分に理解されていない.そこで本研究では,構造の均一な有機半導体分子膜を作製し,そこへドーパントを添加することで構造のよく定義された有機複合薄膜を作製することを試みた.前年度までに,有機FET分子(PiceneやDNTT)および有機EL分子(熱活性型遅延蛍光(TADF)分子)の高配向分子膜を実現し,その電子状態を,光電子分光法を用いて調べた.
最終年度となる本年度においては,前年度までに得られた2種類の高配向有機分子薄膜をベースとし研究を進めた.1.高配向有機Picene分子膜においては,角度分解光電子分光スペクトルの詳細な解析により,piceneの単結晶と同程度のバンド分散が形成されていることを示した.2.高配向TADF分子膜においては,単結晶金属表面に加え,ガラス基板上でも,低速蒸着することで非常に均一な結晶性の単分子膜が得られることを見出した.さらに,作製した薄膜の光取り出し効率が高いことを示した.以上のように分子配列と巨視的な物性との相関を示した.一方,作製した分子膜へドーパントの添加した際,構造の均一な薄膜を得るには至らず,これは今後の課題として残された.

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (23 results)

All 2018 2017 2016 2015 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (18 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] DIPC/CFM(スペイン)

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    • Author(s)
      Hasegawa, Yuri; Yamada, Yoichi; Sasaki, Masahiro; Hosokai, Takuya; Nakanotani, Hajime; Adachi, Chihaya;
    • Journal Title

      J. Phys. Chem. Lett

      Volume: 9 Issue: 4 Pages: 853-867

    • DOI

      10.1021/acs.jpclett.7b03232

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    • Journal Title

      J. Photon Energy

      Volume: 8 Issue: 03 Pages: 032110-032110

    • DOI

      10.1117/1.jpe.8.032110

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    • Peer Reviewed / Open Access
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    • Author(s)
      長谷川友里,山田洋一,佐々木正洋
    • Journal Title

      表面と真空

      Volume: 印刷中

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      Yuri Hasegawa, Yoichi Yamada, Takuya Hosokai, Yutaka Wakayama, Koswattage Rasika, Masahiro Yano and Masahiro Sasaki
    • Journal Title

      J. Phys. Chem. C

      Volume: 120 Issue: 38 Pages: 21536-21542

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.6b06838

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      パシフィコ横浜(神奈川県、横浜市)
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      2017-03-14
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      Y. Hasegawa, Y. Yamada, T. Hosokai, Y. Wakayama, M. Sasaki
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      32nd European Conference on Surface Science
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      ALEXPO(Grenoble, France)
    • Year and Date
      2016-08-23
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      千葉大学(千葉県、千葉市)
    • Year and Date
      2016-07-07
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  • [Presentation] Ag(110) 上 DNTT分子層の積層過程の分子レベル構造計測2016

    • Author(s)
      長谷川友里, 山田洋一, 佐々木正洋, 細貝拓也, 若山裕
    • Organizer
      第63回応用物理学会春季学術講演会
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      東工大大岡山キャンパス(東京都目黒区)
    • Year and Date
      2016-03-19
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Modification of electronic state of DNTT and picene monolayers on Au(111) surface by controlling the molecular arrangement2015

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      Yuri. H, Y. Yamada, T. Hosokai, Y. Wakayama, M. Sasaki
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      3rd Work Shop on Physics in Organic Optoelectronics
    • Place of Presentation
      分子科学研究所岡崎コンファレンスセンター(愛知県東岡崎市)
    • Year and Date
      2015-12-15
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  • [Presentation] 分子レベル構造制御によるAu(111)上DNTT 単分子膜の電子状態の変調2015

    • Author(s)
      長谷川友里, 山田洋一, 佐々木正洋, 細貝拓也, 若山裕
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      第6回真空・表面若手研究会
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      物質材料科学研究所千現地区(茨城県つくば市)
    • Year and Date
      2015-12-04
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  • [Presentation] 分子レベル構造制御によるAu(111)上DNTT 単分子膜の電子状態変調2015

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      つくば国際会議場(茨城県つくば市)
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      2015-12-01
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      2015-10-30
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    • Place of Presentation
      Barcelona, Spain
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      2015-09-03
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  • [Presentation] DNTTおよびPicene単分子膜の分子レベル構造と電子状態2015

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      長谷川友里, 山田洋一, 佐々木正洋, 細貝拓也, 若山裕
    • Organizer
      第10回有機デバイス院生研究会
    • Place of Presentation
      大阪大学産総研(大阪府茨木市)
    • Year and Date
      2015-07-01
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Published: 2015-11-26   Modified: 2024-03-26  

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