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有機ー無機半導体界面電荷移動による光誘起プラズモニック・メタマテリアル

Publicly Offered Research

Project AreaElectromagnetic Metamaterials
Project/Area Number 25109709
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 InstitutionMie University

Principal Investigator

松井 龍之介  三重大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80452225)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥8,840,000 (Direct Cost: ¥6,800,000、Indirect Cost: ¥2,040,000)
Fiscal Year 2014: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2013: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Keywordsメタマテリアル / テラヘルツ / 有機半導体 / 電荷移動 / フタロシアニン
Outline of Annual Research Achievements

メタマテリアルによれば、負の透磁率や負の屈折率など、従来の光学材料では得られない特異な光学機能の発現が可能となる。本研究では、有機半導体/無機半導体の二層積層構造における光誘起キャリアの電荷移動に基づく高効率なテラヘルツ透過の光変調原理を利用したアクティブ・テラヘルツ・メタマテリアルの創製を検討した。有機半導体としては銅フタロシアニン(CuPc)、無機半導体としては高抵抗シリコン(Si)を用いた素子を用いてこれまで検討を進めてきたが、印刷技術による微細構造形成に適した材料系として、塗布型の有機半導体の採用を検討した。低分子系として6,13-bis(triisopropylsilylethynyl) pentacene (TIPS-pentacene)および[6,6]-phenyl-C61-butyric acid methyl ester (PCBM)、高分子系としてpoly(5-(2-(ethylhexyloxy)-2-methoxycyanoterephthalyliden) (MEH-CN-PPV)、Poly(benzimidazobenzophenanthroline) (BBL)を検討した。いずれの素子も高抵抗Si基板上にスピンコート法により成膜した。TIPS-pentaceneのみはディップコート法により成膜した素子もあわせて作製した。光変調のための照射光源としては波長532nmのCWレーザーを用いたが、CuPc、PCBMは532nmでの吸収が低く有機薄膜側から照射したのに対し、TIPS-pentacene、MEH-CN-PPV、BBLに関しては背面(Si側)より照射した。MEH-CN-PPVの変調効率はCuPcのものに比べかなり劣り、TIPS-pentaceneやBBLはCuPcと同程度、PCBMはより高い変調度を示した。本研究で得られた知見は、塗布形成によるアクティブ・テラヘルツ・メタマテリアルの開発の可能性を示唆するものである。

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

    (10 results)

All 2015 2014 2013

All Journal Article (2 results) (of which Acknowledgement Compliant: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results) Presentation (8 results) (of which Invited: 3 results)

  • [Journal Article] 有機/無機半導体積層構造におけるテラヘルツ透過の光変調とアクティブ・メタマテリアルへの応用2014

    • Author(s)
      松井 龍之介、高木 亮輔、高野 恵介、萩行 正憲
    • Journal Title

      電子情報通信学会技術研究報告

      Volume: 114 Pages: 33-38

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Mechanism of optical terahertz-transmission modulation in an organic/inorganic semiconductor interface and its applicationto active metamaterials2013

    • Author(s)
      T. Matsui, R. Takagi, K. Takano, and M. Hangyo
    • Journal Title

      Opt. Lett.

      Volume: 38 Issue: 22 Pages: 4632-4635

    • DOI

      10.1364/ol.38.004632

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 有機・無機半導体積層構造によるテラヘルツ変調とアクティブ・メタマテリアル2015

    • Author(s)
      松井 龍之介
    • Organizer
      日本学術振興会 情報科学用有機材料第142委員会 A部会(液晶材料)第134回 B部会(インテリジェント有機材料)第125回 C部会(有機光エレクトロニクス)第64回 合同研究会
    • Place of Presentation
      PORTA(ポルタ)神楽坂 7F会議室
    • Year and Date
      2015-03-10
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 塗布型有機半導体/シリコン積層構造におけるテラヘルツ透過の光変調2015

    • Author(s)
      森 広貴、猪瀬 優人、松井 龍之介、黒宮 章太、高野 恵介、中嶋 誠、萩行 正憲
    • Organizer
      電子情報通信学会 有機エレクトロニクス(OME)研究会 有機デバイス・材料研究討論会、電気学会 誘電・絶縁材料研究会(連催)
    • Place of Presentation
      自然科学研究機構 岡崎コンフェレンスセンター
    • Year and Date
      2015-01-21 – 2015-01-22
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Active terahertz metamaterials utilizing organic/inorganic semiconductor hybrid system2014

    • Author(s)
      Tatsunosuke Matsui, Yuto Inose, Hiroki Mori, Ryosuke Takagi, Shota Kuromiya, Keisuke Takano, and Masanori Hangyo
    • Organizer
      The 14th International Symposium on Advanced Organic Photonics (ISAOP-14)
    • Place of Presentation
      Osaka University
    • Year and Date
      2014-11-04 – 2014-11-05
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 塗布型有機半導体をコートしたシリコン基板におけるテラヘルツ透過の光変調2014

    • Author(s)
      猪瀬 優人、松井 龍之介、黒宮 章太、田中 翼、高野 恵介、萩行 正憲
    • Organizer
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      北海道大学 札幌キャンパス
    • Year and Date
      2014-09-17 – 2014-09-20
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 有機/無機半導体積層構造におけるテラヘルツ透過の光変調とアクティブ・メタマテリアルへの応用2014

    • Author(s)
      松井 龍之介、高木 亮輔、高野 恵介、萩行 正憲
    • Organizer
      電子情報通信学会 有機エレクトロニクス(OME)研究会、電気学会 誘電・絶縁材料研究会(連催)
    • Place of Presentation
      信州大学 繊維学部
    • Year and Date
      2014-07-10
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Efficient optical modulation of terahertz metamaterial using organic/inorganic semiconductor hybrid system2013

    • Author(s)
      Tatsunosuke Matsui, Ryosuke Takagi, Keisuke Takano, and Masanori Hangyo
    • Organizer
      3rd Korea-Japan Metamaterials Forum
    • Place of Presentation
      Ewha Womans University, Seoul, Korea
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Efficient optical modulation of terahertz metamaterial using organic/inorganic semiconductor hybrid system2013

    • Author(s)
      Tatsunosuke Matsui, Ryosuke Takagi, Keisuke Takano, and Masanori Hangyo
    • Organizer
      7th International Congress on Advanced Electromagnetic Materials in Microwaves and Optics, Metamaterials 2013
    • Place of Presentation
      Universite de Bordeaux, Bordeaux, France
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Efficient Optical Modulation of Terahertz Metamaterial Based on Charge Transfer at Organic/Inorganic Semiconductor Interface2013

    • Author(s)
      Tatsunosuke Matsui, Ryosuke Takagi, Keisuke Takano, and Masanori Hangyo
    • Organizer
      JSAP-OSA Joint Symposia 2013
    • Place of Presentation
      Doshisha University, Kyoto, Japan
    • Related Report
      2013 Annual Research Report

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

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