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蓄積電荷測定法の開発と不完全電荷注入現象の解明

Research Project

Project/Area Number 21K05009
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 32020:Functional solid state chemistry-related
Research InstitutionUniversity of Hyogo

Principal Investigator

田島 裕之  兵庫県立大学, 理学研究科, 教授 (60207032)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 角屋 智史  甲南大学, 理工学部, 助教 (70759018)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywords蓄積電荷測定法 / 電荷注入障壁 / ACM / 有機デバイス / フタロシアニン / ペンタセン / 不完全電荷注入現象
Outline of Research at the Start

本申請課題は、申請者が2016年に発表した蓄積電荷測定法をさらに発展させるためのものである。この実験手法は、現状では0.5eV以下の電荷注入障壁を持つ物質系に対しては適用できることが分かっているが、より大きな電荷注入障壁を持つ物質に関しては、測定は必ずしも成功していない。そこで、広い物質系で実験が成功するように実験手法の改良を行う。また、蓄積電荷測定法の実験で明らかになった不完全電荷注入現象の解明を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

本研究課題はH30-R3年度科研費「蓄積電荷測定法による有機/金属界面の電荷注入障壁測定」に関する継続課題であり、蓄積電荷測定法の開発を継続し、電荷注入が不完全になる現象の起源を明らかにするというものである。R5年度においては、R4年度に行ったフタロシアニンおよびペンタセンの電子注入障壁測定の実験結果を公表した。また蓄積電荷測定法によって明らかになった電荷注入障壁の大きな系での非熱平衡現象に関するポテンシャルダイアグラムの論文を公表した。この結果は、有機薄膜トランジスタで観測されるヒステレシス現象とも関係している。関連論文の投稿準備を現在行っている。
分子科学討論会(2023年9月12日~15日、大阪大学)、応用物理学会(2023年9月19日~23日、熊本)で研究発表を行うとともに電子情報通信学会(11月1日、姫路)で招待講演を行った。日中有機半導体シンポジウム(2023年12月7~9日、名古屋大学)で口頭発表を行った。研究代表者は所属機関(兵庫県立大学理学研究科)をR5年度で退職するため、居室及び実験室の整理を行い、共同研究者(角屋智史、甲南大学)の実験室で継続して実験ができるように装置の移設を行った。上記の結果と合わせて、whispering gallery mode 共鳴を用いた発光実験に関する論文発表を行った。蓄積電荷測定法の結果を解析するための解析プログラムを改良した。また、蓄積電荷測定法の実験結果を公表するためには時間依存性を考慮した解析プログラムを作成することが必要と考えたため、その作成に着手している。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

R5年度は研究代表者の退職に伴う研究室の整理等の業務が重なり、研究成果の一部を公表するにとどまり、研究を実質的に進展させることができなかった。

Strategy for Future Research Activity

論文作成に必要な実験データはおおむねそろっている。問題はそれらを解析するための理論計算プログラムを作成することであり、今年度は研究成果発表と合わせてその点に力を注ぎたい。

Report

(3 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (25 results)

All 2024 2023 2022 2021

All Journal Article (10 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 8 results) Presentation (15 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Device parameter to evaluate exciton energy transfer in organic whispering-gallery-mode microresonators and its dependence on the amplified spontaneous emission threshold2024

    • Author(s)
      Mikajiri Tomoki、Komino Takeshi、Yamada Jun-ichi、Tajima Hiroyuki
    • Journal Title

      Physical Chemistry Chemical Physics

      Volume: 26 Issue: 3 Pages: 2277-2283

    • DOI

      10.1039/d3cp05093a

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Suppression of the plasmon-quenching effect on light amplification in 20-μm-diameter plasmonic whispering gallery mode resonators fabricated from bowl-shaped organic/metal thin films2024

    • Author(s)
      Takaishi Minami、Komino Takeshi、Kameda Akihiro、Togawa Kyosuke、Yokomatsu Tokuji、Maenaka Kazusuke、Tajima Hiroyuki
    • Journal Title

      Physical Chemistry Chemical Physics

      Volume: 26 Issue: 14 Pages: 10796-10803

    • DOI

      10.1039/d4cp00389f

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Measurement of electron injection barriers in OS/Au (OS=phthalocyanine and pentacene) using accumulated charge measurement2023

    • Author(s)
      Oda Takeshi、Yamaguchi Koji、Kadoya Tomofumi、Tajima Hiroyuki
    • Journal Title

      Organic Electronics

      Volume: 120 Pages: 106827-106827

    • DOI

      10.1016/j.orgel.2023.106827

    • Related Report
      2023 Research-status Report 2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Nonthermal Equilibrium Process of Charge Carrier Extraction in Metal/Insulator/Organic Semiconductor/Metal (MIOM) Junction2023

    • Author(s)
      Tajima Hiroyuki、Oda Takeshi、Kadoya Tomofumi
    • Journal Title

      Magnetochemistry

      Volume: 9 Issue: 7 Pages: 180-180

    • DOI

      10.3390/magnetochemistry9070180

    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Journal Article] 金属/絶縁体/有機半導体/金属接合における熱平衡および非熱平衡型電荷抽出2023

    • Author(s)
      田島裕之、小田丈志、角屋智史
    • Journal Title

      信学技報(IEICE Technical Report)

      Volume: OME2023-47 Pages: 21-26

    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Journal Article] Dependence of Amplified Spontaneous Emission Threshold on Atmosphere in Whispering Gallery Mode Resonators Including 1,3-Diphenylisobenzofuran as a Singlet Fission Material2023

    • Author(s)
      Togawa Kyosuke、Komino Takeshi、Mikajiri Tomoki、Yamada Jun-ichi、Tajima Hiroyuki
    • Journal Title

      Chemistry Letters

      Volume: 52 Issue: 4 Pages: 280-283

    • DOI

      10.1246/cl.230041

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] An isotropic three-dimensional organic semiconductor 2-(thiopyran-4-ylidene)-1,3-benzodithiole (TP-BT): asymmetric molecular design to suppress access resistance2022

    • Author(s)
      Nishimoto Hiroshi、Kadoya Tomofumi、Miyake Rikyu、Oda Takeshi、Nishida Jun-ichi、Kubo Kazuya、Tajima Hiroyuki、Kawase Takeshi、Yamada Jun-ichi
    • Journal Title

      CrystEngComm

      Volume: 24 Issue: 31 Pages: 5562-5569

    • DOI

      10.1039/d2ce00644h

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Whispering gallery modes in bowl-shaped stilbene microresonators2022

    • Author(s)
      Kameda Akihiro、Tajima Hiroyuki、Yamada Jun-ichi、Komino Takeshi
    • Journal Title

      Journal of Luminescence

      Volume: 243 Pages: 118654-118654

    • DOI

      10.1016/j.jlumin.2021.118654

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Mode Coupling of Whispering Gallery Modes through Organic Semiconductor Thin Films2021

    • Author(s)
      Kameda Akihiro、Shimomoto Sunao、Tajima Hiroyuki、Yamada Jun-ichi、Yokomatsu Tokuji、Maenaka Kazusuke、Komino Takeshi
    • Journal Title

      The Journal of Physical Chemistry C

      Volume: 125 Issue: 27 Pages: 14940-14946

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.1c02665

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Thermal and non-thermal equilibrium processes of charge extraction in accumulated charge measurement (ACM)2021

    • Author(s)
      Tajima Hiroyuki、Kadoya Tomofumi、Yamaguchi Koji、Omura Yuichi、Oda Takeshi、Ogino Akinari
    • Journal Title

      Journal of Applied Physics

      Volume: 130 Issue: 19 Pages: 195501-195501

    • DOI

      10.1063/5.0071037

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 金属/絶縁体/有機半導体/金属(MIOM)接合における非熱平衡型電荷抽出2023

    • Author(s)
      田島裕之,角屋智史
    • Organizer
      分子科学討論会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 金属(M1)/絶縁体(INS)/有機半導体(OS)/金属(M2)[MIOM]コンデン サーにおける非熱平衡型電荷抽出2023

    • Author(s)
      田島裕之,角屋智史,小田丈志
    • Organizer
      応用物理学会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 蓄積電荷測定法を用いたOS/Au(OS = phthalocyanine, pentacene)の 電子注入障壁測定2023

    • Author(s)
      小田丈志,田島裕之,角屋智史
    • Organizer
      応用物理学会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Nonthermal Equilibrium Process of Charge Carrier Extraction in Metal 1 (M1)/Insulator (INS)/Organic Semiconductor (OS)/Metal 2 (M2), MIOM capacitor2023

    • Author(s)
      Hiroyuki Tajima, Tomofumi Kadoya
    • Organizer
      日中有機半導体シンポジウム
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 金属/絶縁体/有機半導体/金属接合における 熱平衡および非熱平衡型電荷抽出2023

    • Author(s)
      田島裕之, 小田丈志, 角屋智史
    • Organizer
      電子情報通信学会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 蓄積電荷測定法による金属/有機半導体界面の電子注入障壁測定2022

    • Author(s)
      小田丈志,山口晃司,角屋智史,田島裕之
    • Organizer
      分子科学討論会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 蓄積電荷測定法を用いたAu/C8-BTBT界面における正孔注入障壁測定2022

    • Author(s)
      山口晃司,角屋智史,田島裕之
    • Organizer
      分子科学討論会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 等方的3次元有機半導体TP-BTの合成と薄膜トランジスタ特性2022

    • Author(s)
      西本拓史,角屋智史,三宅力優,小田丈志,西田純一,久保和也,田島裕之,川瀬毅,山田順一
    • Organizer
      分子科学討論会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Estimation of electron-injection barriers at the Au/organic semiconductors interfaces using accumulated charge measurement2022

    • Author(s)
      Takeshi Oda, Koji Yamaguchi, Tomofumi Kadoya, Hiroyuki Tajima
    • Organizer
      The 73rd Yamada Conference
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Estimation of the hole injection barriers at the Au/C8-BTBT interface using accumulated charge measurement2022

    • Author(s)
      Koji Yamaguchi,Tomofumi Kadoya,Keitarou Katayama,Jun-ich Yamada,Hiroyuki Tajima
    • Organizer
      The 73rd Yamada Conference
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 蓄積電荷測定法における熱平衡および非熱平衡型の電荷抽出2022

    • Author(s)
      田島裕之,角屋智史,山口晃司,大村祐一,小田丈志,荻野晃成
    • Organizer
      第69回応用物理学会春季学術講演会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 蓄積電荷測定法による金/有機半導体の間の電子注入障壁測定2022

    • Author(s)
      小田丈志,角屋智史, 田島裕之
    • Organizer
      第69回応用物理学会春季学術講演会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 蓄積電荷測定法によるAu/C8-BTBT界面の正孔注入障壁測定2022

    • Author(s)
      山口晃司,田島裕之,角屋智史
    • Organizer
      第69回応用物理学会春季学術講演会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 蓄積電荷測定法による金/ペンタセン界面の電子注入障壁測定2021

    • Author(s)
      小田 丈志,田島 裕之,角屋 智史
    • Organizer
      第15回分子科学討論会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 自己組織化単分子膜(SAM)が電荷注入現象に与える影響2021

    • Author(s)
      大村 祐一,田島 裕之,角屋 智史
    • Organizer
      第15回分子科学討論会
    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2024-12-25  

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