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元素ブロックのハイブリッド化によるポリシルセスキオキサン薄膜への半導体特性の付与

Publicly Offered Research

Project AreaCreation of Element-Block Polymer Materials
Project/Area Number 25102548
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionOsaka Municipal Technical Research Institute

Principal Investigator

渡瀬 星児  地方独立行政法人大阪市立工業研究所, 電子材料研究部, 研究主任 (60416336)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥7,020,000 (Direct Cost: ¥5,400,000、Indirect Cost: ¥1,620,000)
Fiscal Year 2014: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Fiscal Year 2013: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Keywords元素ブロック / ポリシルセスキオキサン / カルバゾール誘導体 / ホール輸送性 / 分子間相互作用 / 薄膜材料 / ダイオード素子 / 整流性 / シルセスキオキサン
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、ポリシルセスキオキサンに半導体特性を付与する方法と、プリンタブル半導体材料としての応用の可能性を見極めることを目的として検討を進めている。ポリシルセスキオキサンは三次元に広がるシロキサンネットワークとケイ素に直接結合した一つの有機基からなるケイ素系高分子であり、従来絶縁体と考えられてきた。しかしながら、クリック反応等により有機基にホール輸送性のカルバゾール基を連結すると、その薄膜は半導体として機能することを明らかにしている。今年度は、特に分子間相互作用を介したハイブリッド化による半導体特性の付与と半導体素子への応用について検討を行った。ケイ素に直接結合した有機基に芳香族系の置換基を導入しておき、これにホール輸送性の元素ブロックである低分子カルバゾール誘導体を混合すると、白濁するものもあったが、一部のカルバゾール誘導体では無色で曇りの無い透明な薄膜が得られ、ポリシルセスキオキサンとカルバゾール誘導体との分子間相互作用の形成には、カルバゾールの置換基が強く影響することがわかった。次に、カルバゾール誘導体をハイブリッド化したポリシルセスキオキサンをn型半導体である酸化亜鉛に接合した整流素子の作製を試みたところ、カルバゾール誘導体の導入によって素子に流れる電流が著しく増大され、カルバゾール誘導体のハイブリッド化によって半導体特性を増強できることがわかった。また、このハイブリッドにりん光発光性のユーロピウム錯体を共ハイブリッド化し、電流注入素子の発光層に用いたところ、ユーロピウム錯体から電流注入発光を得ることに成功した。以上、本研究により、ポリシルセスキオキサンへの低分子ホール輸送性有機化合物のハイブリッド化により半導体特性の付与が可能でありその薄膜は整流素子や電流注入素子に応用できることを明らかにした。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (56 results)

All 2015 2014 2013 Other

All Journal Article (10 results) (of which Peer Reviewed: 10 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (45 results) (of which Invited: 1 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Polymorph Control of Luminescence Properties in Molecular Crystals of a Platinum and Organoaresenic Complex and Formation of Stable One-Dimensional Nanochannel2014

    • Author(s)
      Unesaki, H.; Kato, K.; Watase, S.; Matsukawa, K.; Naka, K.
    • Journal Title

      Inorg. Chem.

      Volume: 53 Issue: 16 Pages: 8270-8277

    • DOI

      10.1021/ic500550y

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      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Preparation and Electric Property of Polysilsesquioxane Thin Films Incorporating Carbazole Groups2014

    • Author(s)
      Watase, S.; Fujisaki, D.; Watanabe, M.; Mitamura, K.; Nishioka, N.; Matsukawa, k.
    • Journal Title

      Chemistry - A European Journal

      Volume: 20 Issue: 40 Pages: 12773-12776

    • DOI

      10.1002/chem.201403156

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Preparation of Photo-cured Hybrid Thin Films using Zirconia Nanoparticles Modified with Dual Site Silane Coupling Agent2014

    • Author(s)
      Minami, Y.; Murata, K.; Watase, S.; Matsukawa, K.
    • Journal Title

      Journal of Photopolymer Science and Technology

      Volume: 27 Issue: 2 Pages: 261-262

    • DOI

      10.2494/photopolymer.27.261

    • NAID

      130004678351

    • ISSN
      0914-9244, 1349-6336
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      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Transformation of Sulfur to Organic–inorganic Hybrids Employed by Networks and Their Application for the Modulation of Refractive Indices2014

    • Author(s)
      Tanaka, K.; Yamane, H.; Mitamura, K.; Watase, S.; Matsukawa, K.; Chujo, Y.
    • Journal Title

      Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry

      Volume: 52 Issue: 18 Pages: 2588-2595

    • DOI

      10.1002/pola.27274

    • NAID

      120005661550

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      2014 Annual Research Report
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    • Author(s)
      南 有紀、吉本拓真、西岡 昇、渡瀬星児、松川公洋
    • Journal Title

      日本接着学会誌

      Volume: 50 Pages: 217-222

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  • [Journal Article] Investigation of photoluminescence of Si-O-C(-H) ceramics at an early stage of decarbonization by using high energy excitation,2014

    • Author(s)
      Narisawa, M.; Kawai, T.; Watase, S.; Matsukawa, K.; Iwase, A.
    • Journal Title

      AIP Advances2014

      Volume: 4 Issue: 1 Pages: 17118-17118

    • DOI

      10.1063/1.4862677

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  • [Journal Article] Influence of high-temperature oxidation on photoluminescent properties of white Si-O-C(-H) ceramics2014

    • Author(s)
      Masaki Narisawa, Seiji Watase, Kimihiro Matsukawa, Taketoshi Kawai, Yasushi Kawamoto, Toshiyuki Matsui, Akihiro Iwase
    • Journal Title

      Journal of Non-Crystalline Solid

      Volume: 391 Pages: 1-5

    • DOI

      10.1016/j.jnoncrysol.2014.03.005

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  • [Journal Article] Highly c-axis oriented deposition of zinc oxide on an ITO surface modified by layer-by-layer method2013

    • Author(s)
      Watanabe, M.; Nakamura, Y.; Shinagawa, T.; Watase, S.; Tamai, T.; Nishioka, N.; Matsukawa, K.
    • Journal Title

      Electrochimica Acta

      Volume: 96 Pages: 237-242

    • DOI

      10.1016/j.electacta.2013.02.104

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  • [Journal Article] Synthesis of photo luminescent Si-O-C(-H) ceramics from oxidation-cured polycarbosilane by hydrogen decarbonization2013

    • Author(s)
      Narisawa, M.; Kawai, T.; Watase, S.; Matsukawa, K.; Iwase, A.
    • Journal Title

      Materials Letters

      Volume: 110 Pages: 49-52

    • DOI

      10.1016/j.matlet.2013.07.124

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      2013 Annual Research Report
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  • [Journal Article] Optical Properties of Photo-cured Polyacrylate Thin Films Containing Bis-Phenylfluorene Modified Zirconia Nanoparticles2013

    • Author(s)
      Y. Minami, K. Murata, S. Watase, A. Matsumoto, and K Matsukawa
    • Journal Title

      Journal of Photopolymer Science and Technology

      Volume: 26 Issue: 4 Pages: 491-494

    • DOI

      10.2494/photopolymer.26.491

    • NAID

      130004833523

    • ISSN
      0914-9244, 1349-6336
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      2013 Annual Research Report
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  • [Presentation] シルセスキオキサンにより増感された希土類錯体の発光と電流注入発光2015

    • Author(s)
      山下 毅、渡瀬星児、御田村紘志、古賀智之、東信行、松川公洋
    • Organizer
      日本化学会第95春季年会
    • Place of Presentation
      日本大学(船橋市)
    • Year and Date
      2015-03-26
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      田中進、加藤拓路、渡瀬星児、松川公洋、中建介
    • Organizer
      日本化学会第95春季年会
    • Place of Presentation
      日本大学(船橋市)
    • Year and Date
      2015-03-26
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] エン-チオール光架橋反応を用いたシルセスキオキサン含有有機無機ハイブリッド自己修復性薄膜の作製と特性評価2015

    • Author(s)
      浦野郁人、御田村紘志、渡瀬星児、東信行、古賀智之、松川公洋
    • Organizer
      日本化学会第95春季年会
    • Place of Presentation
      日本大学(船橋市)
    • Year and Date
      2015-03-26
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    • Author(s)
      竹村康孝、手嶋彩由里、村橋浩一郎、大塚邦顕、御田村紘志、渡瀬星児、松川公洋
    • Organizer
      第29回 エレクトロニクス実装学会春季講演大会
    • Place of Presentation
      東京大学(文京区)
    • Year and Date
      2015-03-18
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  • [Presentation] モノリス型金属多孔体を基盤とした蓄電デバイスの創製2015

    • Author(s)
      御田村紘志、渡辺充、渡瀬星児、松川公洋
    • Organizer
      電気化学会第82回大会
    • Place of Presentation
      横浜国立大学(横浜市)
    • Year and Date
      2015-03-15
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  • [Presentation] 銅ナノ粒子含有ポリシルセスキオキサン薄膜の無電解めっき触媒層への応用2015

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      手嶋彩由里、大塚顕邦、村橋浩一郎、松川公洋、渡瀬星児、御田村紘志
    • Organizer
      第21回「エレクトロニクスにおけるマイクロ接合・実装技術」シンポジウム
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(横浜市)
    • Year and Date
      2015-02-04
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      Koji Mitamura, Mitsuru Watanabe, Seiji Watase, Kimihiro Matsukawa
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      Materials Research Society (MRS) Fall Meeting 2014
    • Place of Presentation
      Boston, USA
    • Year and Date
      2014-12-03
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  • [Presentation] Analysis of High Temperature Stability of White Amorphous Si-O-C(-H) Ceramics in Terms of Structure Evolution and Photoluminescence Degradation2014

    • Author(s)
      Masaki Narisawa, Guangyu Ma, Hiroki Hokazono, Seiji Watase, Kimihiro Matsukawa, Akihiro Iwase
    • Organizer
      Organizing Committee of the 31st International Korea-Japan Seminar on Ceramics
    • Place of Presentation
      Changwon Exhibition Convention Center (Korea)
    • Year and Date
      2014-11-27
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  • [Presentation] Electrochemical Characterization of Metallic monolith and its Application to Battery electrode2014

    • Author(s)
      Koji Mitamura, Mitsuru Watanabe, Seiji Watase, Kimihiro Matsukawa
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      The International Conference on Nanocatalysts and Nanomaterials for Green Technologies
    • Place of Presentation
      National Taiwan University of Science & Technology, Taiwan
    • Year and Date
      2014-11-24
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  • [Presentation] 含イオウシルセスキオキサンを用いた自己修復性ハイブリッドコーティングの開発2014

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      松川公洋、浦野郁人、東信行、御田村紘志、渡瀬星児、藤田浩史、福田猛
    • Organizer
      第33回無機高分子研究討論会
    • Place of Presentation
      東京理科大学(新宿区)
    • Year and Date
      2014-11-14
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  • [Presentation] シルセスキオキサンを光捕捉アンテナとする希土類錯体の増感発光2014

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      渡瀬星児、山下 毅、御田村紘志、東 信行、松川公洋
    • Organizer
      第33回無機高分子研究討論会
    • Place of Presentation
      東京理科大学(新宿区)
    • Year and Date
      2014-11-13
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  • [Presentation] ジチエノゲルモールを有するポリシルセスキオキサンの合成と光学特性2014

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      中村優志、大下浄治、山本一樹、渡瀬星児、松川公洋
    • Organizer
      第33回無機高分子研究討論会
    • Place of Presentation
      東京理科大学(新宿区)
    • Year and Date
      2014-11-13
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  • [Presentation] フロー有機合成用ポリマーモノリスリアクター (MonoReactor)の開発2014

    • Author(s)
      石塚 紀生、御田村 紘志、渡瀬 星児、松川 公洋
    • Organizer
      第23回ポリマー材料フォーラム
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      奈良県新公会堂(奈良市)
    • Year and Date
      2014-11-06
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      中村優志、大下浄治、山本一樹、渡瀬星児、松川公洋
    • Organizer
      第18回ケイ素化学協会シンポジウム
    • Place of Presentation
      リゾートホテル ラフォーレ那須(栃木県那須郡)
    • Year and Date
      2014-10-17
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  • [Presentation] モノリス型金属多孔体の作製と電池電極への応用2014

    • Author(s)
      御田村紘志、渡辺充、渡瀬星児、松川公洋
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      電気化学会2014年秋季大会
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      北海道大学(札幌市)
    • Year and Date
      2014-09-27
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      渡瀬星児、上原淳慈、下前昌洋、渡辺充、御田村紘志、西岡昇、松川公洋
    • Organizer
      第63回高分子討論会
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      長崎大学(長崎市)
    • Year and Date
      2014-09-25
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      松川公洋、井村亮太、御田村紘志、渡瀬星児、西岡昇
    • Organizer
      第63回高分子討論会
    • Place of Presentation
      長崎大学(長崎市)
    • Year and Date
      2014-09-25
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  • [Presentation] デュアルサイト型シランカップリング剤を用いたジルコニアナノ粒子分散体の作製とハイブリッド膜への応用2014

    • Author(s)
      松川公洋、福田高士、御田村紘志、渡瀬星児、西岡昇
    • Organizer
      第63回高分子討論会
    • Place of Presentation
      長崎大学(長崎市)
    • Year and Date
      2014-09-25
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  • [Presentation] シルセスキオキサンと金属錯体のハイブリッド化によるりん光薄膜の作製2014

    • Author(s)
      渡瀬星児
    • Organizer
      日本セラミックス協会第27回秋季シンポジウム
    • Place of Presentation
      鹿児島大学(鹿児島市)
    • Year and Date
      2014-09-09
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    • Invited
  • [Presentation] Optical Properties of Organic-Inorganic Hybrid Thin Films Using 2-Methacryloxyethyl Phosphate-modified Titania Nanoparticles2014

    • Author(s)
      Kimihiro Matsukawa, Ryota Miyazaki, Ryota Imura, oji. Mitamura, Manabu Hirata, Noboru Nishioka, Seiji Watase
    • Organizer
      The 5th World Congress on Adhesion and Related Phenomena
    • Place of Presentation
      奈良県新公会堂(奈良市)
    • Year and Date
      2014-09-08
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  • [Presentation] Preparation of Dispersed Gold Nanoparticles in Polysilsesquioxane Thin Films2014

    • Author(s)
      Kimihiro Matsukawa, Koji Mitamura, Seiji Watase
    • Organizer
      The 17th International Symposium on Silicon Chemistry
    • Place of Presentation
      Technical University Berlin, Germany
    • Year and Date
      2014-08-06
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    • Author(s)
      Seiji Watase, Koji Mitamura, Kimihiro Matsukawa
    • Organizer
      The 17th International Symposium on Silicon Chemistry
    • Place of Presentation
      Technical University Berlin, Germany
    • Year and Date
      2014-08-05
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  • [Presentation] デュアルサイト型シランカップリング剤によるジルコニアナノ粒子分散体の調製と高屈折率有機無機ハイブリッドへの適用2014

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      松川公洋、福田高士、御田村紘志、渡瀬星児、西岡 昇
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      第60回高分子研究発表会(神戸)
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      兵庫県民会館(神戸市)
    • Year and Date
      2014-07-25
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      御田村紘志・渡辺 充・渡瀬星児・松川公洋
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      第60回高分子研究発表会(神戸)
    • Place of Presentation
      兵庫県民会館(神戸市)
    • Year and Date
      2014-07-25
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      南 有紀、村田一紀、渡瀬星児、松川公洋
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      第31回国際フォトポリマーコンファレンス
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      千葉大学(千葉市)
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      2014-07-14
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      成澤雅紀、馬光宇、外薗洋樹、岩瀬彰宏、渡瀬星児、松川公洋
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      紛体粉末冶金協会平成26年度春季大会
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      早稲田大学国際会議場(新宿区)
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      2014-06-03
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      Seiji Watase, Koji Mitamura, Kimihiro Matsukawa
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      International Symposium on Polymeric Materials Based on Element-Blocks
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      京都工芸繊維大学(京都市)
    • Year and Date
      2014-05-31
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      Kimihiro Matsukawa, Koji Mitamura, Seiji Watase, Yoshiyuki Sugahara
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      International Symposium on Polymeric Materials Based on Element-Blocks
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      京都工芸繊維大学(京都市)
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      2014-05-31
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  • [Presentation] シルセスキオキサンを光捕捉アンテナとするハイブリッド薄膜の発光挙動2014

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      渡瀬星児、上原淳慈、城美耶子、渡辺充、御田村紘志、西岡昇、松川公洋
    • Organizer
      第63回高分子学会年次大会
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      名古屋国際会議場(名古屋市)
    • Year and Date
      2014-05-30
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  • [Presentation] Pd触媒担持ハイブリッドモノリスカラムを用いたフローリアクターの創製2014

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      御田村紘志、山下裕太郎、渡瀬星児、益山新樹、石塚紀生、松川公洋
    • Organizer
      第63回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場(名古屋市)
    • Year and Date
      2014-05-30
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 自己修復性を示すシルセスキオキサン含有ハイブリッド薄膜の表面特性2014

    • Author(s)
      松川公洋、西尾和哉、御田村紘志、渡瀬星児、西岡昇、藤田浩史、福田猛
    • Organizer
      第63回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場(名古屋市)
    • Year and Date
      2014-05-28
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 単一構造の環状テトラシロキサンの選択的合成と2次元層状集合体の形成

    • Author(s)
      金子芳郎、木之下翔太、渡瀬星児、松川公洋
    • Organizer
      日本化学会第95春季年会
    • Place of Presentation
      日本大学(船橋市)
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 金属錯体をハイブリッド化したりん光シルセスキオキサン薄膜の電界発光

    • Author(s)
      渡瀬星児、藤崎大樹、狩生和希、渡辺充、御田村紘志、西岡昇、松川公洋
    • Organizer
      第62回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      京都国際会館(京都市)
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] エン・チオール反応により作製した自己修復性有機無機ハイブリッド膜の検討

    • Author(s)
      西尾和哉、御田村紘志、渡瀬星児、西岡昇、松川公洋
    • Organizer
      第62回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      京都国際会館(京都市)
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] ヒ素含有配位子―白金(II)単核錯体の分子パッキングによる室温固体発光制御

    • Author(s)
      畦崎光、渡瀬星児、松川公洋、中建介
    • Organizer
      第62回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      京都国際会館(京都市)
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] ビスフェニルフルオレン修飾ジルコニアナノ粒子を含んだ光硬化ポリアクリレート薄膜の光学特性

    • Author(s)
      南有紀、村田一紀、渡瀬星児、松本章一、松川公洋
    • Organizer
      第30回フォトポリマーコンファレンス
    • Place of Presentation
      千葉大学(千葉市)
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Phosphorescence properties of silsesquoxane-gold hybrid thin films

    • Author(s)
      Seiji Watase, Koji Mitamura, Kimihiro Matsukawa
    • Organizer
      XVII International Sol-Gel Conference
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      Melia Castilla Hotel (Madrid, SPAIN)
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Preparation of gold nanoparticle dispersion in polysilsesquioxane thin films

    • Author(s)
      Kimihiro Matsukawa, Koji Mitamura, Seiji Watase
    • Organizer
      XVII International Sol-Gel Conference
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      Melia Castilla Hotel (Madrid, SPAIN)
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  • [Presentation] 有機ヒ素白金(II)錯体とその空隙容量依存固体発光挙動

    • Author(s)
      畦崎光、加藤拓路、渡瀬星児、松川公洋、中建介
    • Organizer
      第62回高分子討論会
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      金沢大学(金沢市)
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  • [Presentation] エンチオール反応架橋による自己修復性有機無機ハイブリッド膜の作製

    • Author(s)
      松川公洋、西尾和哉、御田村紘志、西岡昇、渡瀬星児、藤田浩史、福田猛
    • Organizer
      第62回高分子討論会
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      金沢大学(金沢市)
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 元素ブロックとしての金属錯体を組み込んだハイブリッド薄膜の電界発光

    • Author(s)
      渡瀬星児、藤崎大樹、渡辺充、御田村紘志、西岡昇、松川公洋
    • Organizer
      第62回高分子討論会
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      金沢大学(金沢市)
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] シルセスキオキサンとのハイブリッド化によるユーロピウム錯体の増感発光

    • Author(s)
      渡瀬星児、藤崎大樹、渡辺充、御田村紘志、西岡昇、松川公洋
    • Organizer
      第32回無機高分子研究討論会
    • Place of Presentation
      東京理科大学(新宿区)
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  • [Presentation] 金ナノ粒子分散シルセスキオキサン薄膜へのレーザー直接描画による微細構造変換

    • Author(s)
      松川公洋、中村由香里、御田村紘志、西岡昇、渡瀬星児、渡辺明
    • Organizer
      第32回無機高分子研究討論会
    • Place of Presentation
      東京理科大学(新宿区)
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  • [Presentation] ジチエノゲルモールを有するポリシルセスキオキサンの合成と発光特性

    • Author(s)
      中村優志、大下浄治、山本一樹、田中大樹、松川公洋、渡瀬星児
    • Organizer
      日本化学会第94春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学(名古屋市)
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  • [Presentation] エン・チオール光架橋による有機無機ハイブリッド膜の自己修復性

    • Author(s)
      西尾和哉、御田村紘志、渡瀬 星児、西岡昇、藤田浩史、福田猛、松川公洋
    • Organizer
      日本化学会第94春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学(名古屋市)
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      2013 Annual Research Report
  • [Book] 化学便覧応用化学編 高分子材料 電気・電子機能高分子材料(分担)2014

    • Author(s)
      松川公洋、玉井聡行、渡瀬星児、渡辺 充、御田村紘志
    • Total Pages
      1788
    • Publisher
      丸善出版株式会社
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      2013 Annual Research Report

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Published: 2013-05-15   Modified: 2019-07-29  

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