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2011 Fiscal Year Annual Research Report

高次π空間形成を利用した高性能有機デバイスの構築

Planned Research

Project AreaEmergence of highly elaborated pai-space and its function
Project/Area Number 20108012
Research InstitutionJapan Advanced Institute of Science and Technology

Principal Investigator

村田 英幸  北陸先端科学技術大学院大学, マテリアルサイエンス研究科, 教授 (10345663)

Keywords有機薄膜太陽電池 / 有機EL素子 / エレクトロスピンニング / トランジスタ型不揮発性メモリ
Research Abstract

本研究では、当該新学術領域研究の領域内で合成された新規なπ共役系物質や新しい解析手法を有機デバイスへと展開し、高性能な有機デバイスを実現することを目的とする。平成23年度に得られた主な研究成果は,以下の3点である。
1.ナノポーラス構造を電荷分離界面に有する有機太陽電池の実現
2.高分子ナノファイバーを発光層に有する発光素子
3.光誘起電荷分離物質を用いた新規な光トランジスタ型メモリーの開発。
1.有機薄膜太陽電池に関しては、ポリスチレン(PS)とP3HTの相分離現象を利用してP3HT層にナノポーラス構造を形成させた後にPCBM層をスピンコートして作製した2層型太陽電池において、高い変換効率を再現性良く得られることが分かった。ナノポーラス構造のポアサイズはPSとP3HTの混合比を変えることで任意に制御可能であり、ポア径200nmのナノポーラス構造を有する太陽電池では、最大変換効率3.25%を示し、P3HT:PCBM混合バルクヘテロ活性層を有する太陽電池の変換効率(2.44%)を超える良好な特性が得られた。2.については、電界紡糸法で形成した共役系高分子ナノファイバーを用いた有機EL素子を初めて実現した。3.に関しては、安定な電荷分離状態を形成するクマリン誘導体をPMMAマトリックス中に分散した薄膜をゲート絶縁膜に用いて、新規なトランジスタ型不揮発性有機メモリーを作製した。これまで報告されている他の有機メモリーに比べて、10V以下の低い動作電圧と優れた保持特性を両立させることができた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

当初計画した有機薄膜太陽電池の研究における着実な進展に加えて、領域内の連携によって新たな研究成果2.および3.が得られるなど当初の計画以上の進展が得られたため。

Strategy for Future Research Activity

新学術研究領域内の共同研究を通じた連携をさらに強化することで、当初の研究計画以外の部分で新たな研究成果をより多く得られるように努める。

  • Research Products

    (23 results)

All 2012 2011

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (16 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Optical, morphological, electrical & electroluminescence characteristics of organic semiconductor films prepared at various deposition rates2011

    • Author(s)
      T. Matsushima, K. Shiomura, S. Naka, H. Murata
    • Journal Title

      Thin Solid Films

      Volume: 520 Pages: 2283-2288

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Electroluminescence from Conjugated Polymer Electrospun Nanofibers in solution processable OLEDs2011

    • Author(s)
      V. Vohra, U. Giovanella, R. Tubino, H. Murata, C. Botta
    • Journal Title

      ACS Nano

      Volume: 5 Pages: 5572-5578

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Interfacial charge transfer and charge generation in organic electronic devices2011

    • Author(s)
      T. Matsushima, G.-H. Jin, Y. Kanai, T. Yokota, S. Kitada, T. Kishi, H. Murata
    • Journal Title

      Organic Electronics

      Volume: 12 Pages: 520-528

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Improved initial drop in operational lifetime of blue phosphorescent organic light emitting device fabricated under ultra high vacuum condition2011

    • Author(s)
      H.Yamamoto, J.Brooks, M.S.Weaver, J.J.Brown, T.Murakami, H.Murata
    • Journal Title

      Appl.Phys.Lett

      Volume: 99 Pages: 033301(3pages)

    • DOI

      10.1063/1.3610998

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Enhanced charge-carrier injection caused by molecular orientation2011

    • Author(s)
      T.Matsushima, H.Murata
    • Journal Title

      Appl.Phys.Lett.

      Volume: 98 Pages: 253307(3pages)

    • DOI

      10.1063/1.3602925

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Fabrication of a submicron-channel organic field-effect transistor using a controllable electrospun single fibre as a shadow mask2011

    • Author(s)
      Y.Ishii, H.Sakai, H.Murata
    • Journal Title

      Nanotechnology

      Volume: 22 Pages: 205202-205207

    • DOI

      10.1088/0957-4484/22/20/205202

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Enhancement of Photovoltaic Performances in Phase Separated Nanostructured Organic Devices2012

    • Author(s)
      V.Vohra, M.Campoy-Quiles, M.Garriga, H.Murata
    • Organizer
      International Conference on Surfaces, Coatings and Nanostructured Materials (NANOSMAT-USA)
    • Place of Presentation
      University of South Florida (Florida, USA)
    • Year and Date
      2012-03-27
  • [Presentation] ITO基板上の分子の配向性の違いが有機デバイスの電荷注入・取り出し効率に与える効果2012

    • Author(s)
      山岡靖明、村田英幸
    • Organizer
      第59回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      早稲田大学(東京)
    • Year and Date
      2012-03-18
  • [Presentation] ラビングにより分子を面内配向させた有機太陽電池2012

    • Author(s)
      松島敏則、村田英幸
    • Organizer
      第59回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      早稲田大学(東京)
    • Year and Date
      2012-03-18
  • [Presentation] ナノポーラス界面層を有する積層型高分子太陽電池2012

    • Author(s)
      村田英幸、Varun Vohra
    • Organizer
      高次π空間の創発と機能開発第7回公開シンポジウム
    • Place of Presentation
      メルパルク松山(愛媛)
    • Year and Date
      2012-03-13
  • [Presentation] Enhanced charge injection caused by molecular orientation at organic/organic interface2011

    • Author(s)
      H.Murata, T.Matsushima
    • Organizer
      The 11th International Meeting on Information Display (IMID 2011)
    • Place of Presentation
      KINTEX (Seoul, Korea)(招待講演)
    • Year and Date
      20111011-20111115
  • [Presentation] Fullerene memory transistors with a chargeable polymer2011

    • Author(s)
      T.T.Dao, H.Sakai, T.Matsushima, H.Murata
    • Organizer
      The 2011 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM 2011)
    • Place of Presentation
      Aichi Industry & Labor Center (Aichi, Japan)
    • Year and Date
      20110928-20110930
  • [Presentation] Enhanced charge-carrier injection caused by molecular orientation at organic/organic interface2011

    • Author(s)
      H.Murata, T.Matsushima
    • Organizer
      KJF International Conference on Organic Materials for Electronics and Photonics 2011 (KJF-ICOMEP 2011)
    • Place of Presentation
      Hyundai Hotel (Gyeongju, Korea)(招待講演)
    • Year and Date
      20110915-20110918
  • [Presentation] Control of threshold voltage of pentacene field-effect transistors for nonvolatile data storage application2011

    • Author(s)
      T.T.Dao, H.Sakai, T.Matsushima, H.Murata
    • Organizer
      2011年秋季第72回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      山形大学(山形)
    • Year and Date
      20110829-20110902
  • [Presentation] Organic Light Emitting Diodes (OLED) having Conjugated Polymer Electrospun Nanofibers as the Active Electroluminescent Material2011

    • Author(s)
      V.Vohra, U.Giovanella, R.Tubino, H.Murata, C.Botta
    • Organizer
      International Conference on Organic Electronics (ICOE 2011)
    • Place of Presentation
      CNR-Headquarters (Rome, Italy)
    • Year and Date
      20110622-20110624
  • [Presentation] Characterization of a post-drawn single electrospun nanofiber2011

    • Author(s)
      Y.Ishii, H.Sakai, Y.Furukawa, H.Murata
    • Organizer
      International Conference on Organic Electronics (ICOE 2011)
    • Place of Presentation
      CNR-Headquarters (Rome, Italy)
    • Year and Date
      20110622-20110624
  • [Presentation] 一軸配向した共役系高分子ナノファイバーの物性評価2011

    • Author(s)
      石井佑弥、酒井平祐、古川行夫, 村田英幸
    • Organizer
      平成23年度繊維学会年次大会
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀(東京)
    • Year and Date
      20110608-20110610
  • [Presentation] Highly Efficient Polymer Light-Emitting Diodes Realized by Triplet-Triplet Annihilation2011

    • Author(s)
      H.Murata, J.Abe
    • Organizer
      The 219th ECS Meeting
    • Place of Presentation
      Montreal Convention Center (Montreal, Canada)(招待講演)
    • Year and Date
      20110501-20110506
  • [Presentation] Improved Operational Lifetime of Blue Phosphorescent Organic Light Emitting Diode Fabricated under Ultra High Vacuum Conditions2011

    • Author(s)
      H.Yamamoto, J.Brooks, M.S.Weaver, J.J.Brown, T.Murakami, H.Murata
    • Organizer
      Material Research Society 2011 Spring Meeting
    • Place of Presentation
      Moscone West Convention Center (San Francisco, USA)
    • Year and Date
      20110425-20110429
  • [Presentation] Enhanced carrier injection and stability of OLED due to molecular orientation at organic/organic interface2011

    • Author(s)
      H.Murata, T.Matsushima
    • Organizer
      Workshop on Organic Electronics
    • Place of Presentation
      Kyung Hee University (Seoul, Korea)(招待講演)
    • Year and Date
      2011-08-30
  • [Presentation] 機能性ゲート絶縁層を用いた不揮発性有機メモリー2011

    • Author(s)
      村田英幸、矢島覚、今野広大、酒井平祐
    • Organizer
      第75回半導体・集積回路技術シンポジウム
    • Place of Presentation
      早稲田大学(東京)(招待講演)
    • Year and Date
      2011-07-08
  • [Presentation] Reproducing singlet excitons by triplet-triplet annihilation in polymer blend emitting layer2011

    • Author(s)
      H.Murata, J.Abe
    • Organizer
      Japan-Spain Symposium on Nanostructured Organic Photovoltaics
    • Place of Presentation
      Institute of Materials Science of Barcelona (Barcelona, Spain)(招待講演)
    • Year and Date
      2011-06-15
  • [Book] 有機EL技術体系第一章有機EL素子の基礎2012

    • Author(s)
      村田英幸
    • Total Pages
      183
    • Publisher
      グローバルネット株式会社

URL: 

Published: 2013-06-26  

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