2016 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | pi-System Figuration: Control of Electron and Structural Dynamism for Innovative Functions |
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| Project/Area Number |
26102012
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
竹延 大志 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (70343035)
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| Project Period (FY) |
2014-07-10 – 2019-03-31
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| Keywords | パイ電子材料 / 物性評価 / 素子作製 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、A01・A02班により創造・集積化されたπ造形分子の集積体（π造形システム）のキャリア伝導・光・磁気・機械的特性を明らかにし、その結果をシーズとする新現象・新機能の開拓と新奇機能性素子の探索を目的とする。5年間の研究計画において前半は基礎物性の解明・静的な機能性素子作製を、後半は動的変調をトリガーとする新たな機能の『造形』に挑戦する。より具体的に、平成28年度はA01・A02班により創造・集積化されたπ造形システムに対して、平成27年度と同様の切り口（一般的な固体物理の手法を用いた物性測定と、MOS型トランジスタ・両極性トランジスタ・発光トランジスタ作製）に加え、電解質を用いた高密度キャリ蓄積・高強度電場による機能創出、高輝度発光素子にも挑戦した。
計画半８グループに加え、公募班７グループより試料提供を受け、様々な素子作製や特性評価に関する共同研究を継続して行った。特に、福島グループとの共同研究より発見した新しいキャリドーパントに関する研究を更に推進し、カーボンナノチューブだけでなくグラフェンや遷移金属ダイカルコゲナイド単層膜などにも本ドーパントが有用であることを見出した（論文投稿中）。羽曾部グループとの研究成果も、数報の論文としてacceptされた。須田グループとは、動的変調をトリガーとする新たな機能の『造形』につながると期待される歪みによる電子状態変調に着手し、金属-絶縁体転移に成功した。
グループ内では、電気化学発光セルの大幅な大電流化、高分子材料への高密度キャリドープや熱電変換特性の解明と制御、電解質を用いた新しい発光素子の実現など多くの成果があがっている。
以上のように、これまでの基礎物性およびintrinsic-π機能の実現と電解質を用いた機能性素子作製に成功だけでなく、動的変調をトリガーとする新たな機能の『造形』につながる研究を推進した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
平成28年度は、計画班８グループ・公募班７グループより試料提供を受け、結果として6本の共同研究論文が採択された。よって、新学術領域研究で最も重要な領域内共同研究が極めて順調に進展している。これらは、パイ電子材料の枠組みを超え、他研究領域である原子層科学との領域間共同研究にも発展しており、当初の予想を上回る発展をしている。
電解質を用いた素子作製も予想以上に進展しており、研究提案時に想定していた研究項目のほとんどが達成されている。特に、他の新学術領域研究（特に原子層科学）との領域間共同研究に発展しつつあり、当初の想定を超え領域内外にて成果があらわれており、極めて順調に（当初の計画以上に）研究が進展していると考える。
また、平成29年度以降の着手を想定していた、外場による変調を前倒しで推進している。具体的には熱による変調（熱電変換素子）、電場による変調（Stark効果）、変形による変調（圧力効果）などに着手し、一部では早くも成果があがっており、これらを総合的に評価すると当初の計画以上に進んでいるといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成29年度は、引き続きA01・A02班により創造・集積化されたπ造形システムに対して、一般的な固体物理の手法を用いた物性測定と素子作製に挑戦する。特に、新たに加わる公募班との共同研究を進める。平成27年度より開始した電解質を用いた機能性素子を更に推進させる。加えて、平成27年度より着手している柔軟性・伸縮性を有する基板を用いた素子作製と動的な外場（歪みを中心に電磁場・光・熱）による物性変調も、平成28年度中に技術的基盤がほぼ確立されたので、様々な材料への適用を進める。これら様々な研究より得られた結果から、機能創出を可能とする新たなパイ造形システムを理論グループとの議論を基にA01・A02班に提案し、より効率的に新現象・新機能の開拓と新奇機能性素子探索を推進する。
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[Journal Article] Synthetic Control of Photophysical Process and Circularly Polarized Luminescence of [5]Carbohelicene Derivatives Substituted by Maleimide Units2016
Author(s)
H. Sakai, T, Kubota, J, Yuasa, Y, Araki, T. Sakanoue, T. Takenobu, T. Wada, T. Kawai, T. Hasobe
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Journal Title
J. Phys. Chem. C
Volume: 120
Pages: 7860-7869
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Photodetection in p-n junctions formed by electrolyte-gated transistors of two-dimensional crystals2016
Author(s)
Daichi Kozawa, Jiang Pu, Ryo Shimizu, Shota Kimura, Ming-Hui Chiu, Keiichiro Matsuki, Yoshifumi Wada, Tomo Sakanoue, Yoshihiro Iwasa, Lain-Jong Li, Taishi Takenobu
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Journal Title
Appl. Phys. Lett.
Volume: 109
Pages: 201107
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] 多結晶MoS2単層膜における電界誘起金属-絶縁体転移2017
Author(s)
蒲 江, 枝川 祐介, 三田村 昌哉, 河合 英輝, Lain-Jong Li , 蓬田 陽平, 柳 和宏, 伊東 裕, 竹延 大志
Organizer
日本物理学会 第72回年次大会
Place of Presentation
大阪大学 豊中キャンパス（大阪府豊中市）
Year and Date
2017-03-17 – 2017-03-20
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[Presentation] Air-stable Carrier Doping into Nano-carbon Materials by Extraordinary Molecular Lewis Acid2017
Author(s)
Kaito Kanahashi, Kazuma Funahashi, Takuya Miyauchi, Naoki Tanaka, Yoshiaki Shoji, Masatou Ishihara, Masataka Hasegawa, Ko Nakayama, Hiroyuki Shirae, Suguru Noda, Hiromichi Ohta, Takanori Fukushima and Taishi Takenobu
Organizer
The 3rd International Symposium on π-System Figuration
Place of Presentation
名古屋大学（愛知県名古屋市）
Year and Date
2017-01-27 – 2017-01-28
Int'l Joint Research
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[Presentation] Environmentally stable carrier doping into graphene thin films by extraordinary molecular Lewis acid2016
Author(s)
Kaito Kanahashi, Kazuma Funahashi, Takuya Miyauchi, Naoki Tanaka, Yoshiaki Shoji, Masatou Ishihara, Masataka Hasegawa, Ko Nakayama, Hiroyuki Shirae, Suguru Noda, Hiromichi Ohta, Takanori Fukushima and Taishi Takenobu
Organizer
12th Japan-China Joint Symposium on Conduction and Photoconduction in Organic Solids and Related Phenomena
Place of Presentation
早稲田大学（東京都新宿区）
Year and Date
2016-10-16 – 2016-10-18
Int'l Joint Research
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[Presentation] Giant quantum-confined Stark effect in monolayer transition metal dichalcogenides2016
Author(s)
K. Matsuki, J. Pu, L. Chu, Y. Kobayashi, S. Sasaki, D. Kozawa, Y. Miyata, Y. Maniwa, G. Eda, T. Takenobu
Organizer
GSS16: 7th Graphene and 2D Materials Satellite Symposium
Place of Presentation
the University of Vienna, Vienna, Austria
Year and Date
2016-08-13 – 2016-08-13
Int'l Joint Research
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[Presentation] Air-stable Carrier Doping into Nano-Carbon Materials by Extraordinary Molecular Lewis Acid2016
Author(s)
K. Kanahashi, K. Funahashi, T. Miyauchi, N. Tanaka, Y. Shoji, M. Ishihara, M. Hasegawa, K. Nakayama, H. Shirae, S. Noda, H. Ohta, T. Fukushima, T. Takenobu
Organizer
GSS16: 7th Graphene and 2D Materials Satellite Symposium
Place of Presentation
the University of Vienna, Vienna, Austria
Year and Date
2016-08-13 – 2016-08-13
Int'l Joint Research
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[Presentation] Giant quantum-confined Stark effect in monolayer transition metal dichalcogenides2016
Author(s)
K. Matsuki, J. Pu, L. Chu, Y. Kobayashi, S. Sasaki, D. Kozawa, Y. Miyata, Y. Maniwa, G. Eda, T. Takenobu
Organizer
NT16
Place of Presentation
the University of Vienna, Vienna, Austria
Year and Date
2016-08-07 – 2016-08-12
Int'l Joint Research
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[Presentation] Air-stable Carrier Doping into Nano-Carbon Materials by Extraordinary Molecular Lewis Acid2016
Author(s)
K. Kanahashi, K. Funahashi, T. Miyauchi, N. Tanaka, Y. Shoji, M. Ishihara, M. Hasegawa, K. Nakayama, H. Shirae, S. Noda, H. Ohta, T. Fukushima, T. Takenobu
Organizer
NT16
Place of Presentation
the University of Vienna, Vienna, Austria
Year and Date
2016-08-07 – 2016-08-12
Int'l Joint Research
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[Presentation] 電解質を用いた新しい機能性素子2016
Author(s)
竹延 大志
Organizer
第3回有機・無機エレクトロニクスシンポジウム
Place of Presentation
石川県政記念 しいのき迎賓館（石川県金沢市）
Year and Date
2016-07-15 – 2016-07-16
Invited
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