ナノメトリック分子膜界面の電子的構造の解析と分子膜整流素子の試作

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08875064
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 岩本 光正 東京工業大学, 工学部, 教授 (40143664)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 真島 豊 東京工業大学, 工学部, 助手 (40293071)
• Keywords: 有機分子膜 / 界面空間電荷分布 / 表面電位 / ポリイミド / 整流素子 / LB膜 / 電気物性 / 帯電

Research Abstract

ほぼ当初の計画を達成できたと考えている。具体的な研究成果を要約すると以下のようになる。
[1]分子膜界面のナノメットリック空間電荷分布に関する研究
(1)仕事関数の異なる金属上に機能性ポリイミドLB膜を層数を変えて作製し、膜間に発生する電位を計測し、金属から電極への電荷の移動に伴う過剰電子の存在を明らかにする事ができた。また、表面電位の飽和値と金属の仕事関数の間には直線関係があることを、各種ポリイミド材料に対して示す事ができた。(2)分子膜と電極界面のナノメットリックな領域(厚さ方向)の空間電荷分布を決定する手法を開発した。(3)表面電位の温度特性、光照射した後の特性についても、同様に界面空間電荷分布を求めることができた。
[2]分子膜界面のナノメットリックな領域の電子的エネルギー構造の決定に関する研究
(1)各種金属上にポリイミドLB膜を層数を変えて作製し、膜間に発生する電位を計測し、温度特性を利用して、分子膜と電極界面のナノメットリックな領域(厚さ方向)のエネルギー的な電子構造を評価する手法を確立し、分子膜界面のナノメットリックな領域(厚さ方向)のエネルギー的な電子構造を評価した。
[3]分子膜整流素子の試作
(1)界面の電子状態を考慮して、C-V特性についてのモデルにもとづいた解析を行い、ポリイミド30層膜では、界面から5層程度の領域で電荷の授受があれば容量変化として観測できるという解析結果を得た。また、2層の膜を移用して、電極間にサンドイッチされた膜構造を持つ素子の作製を行い、そのI-V,C-V特性の評価を試みた。

Research Products

• [Publications] E.Itoh, M.Iwamoto: "Electronic Density of State at metal/polyimide Langmuir-Blodgett film interface" Appl.Phys.Lett.68. 2714-2716 (1996)
• [Publications] M.Iwamoto: "Transient current across insulating films with long-range movements of charge carriers" J.Appl.Phys.79. 7936-7943 (1996)
• [Publications] M.Iwamoto and E.Itoh: "Calculation of Surface potential across Langmuir-Blodgett Films with Polar molecules" Jpn.J.Appl.Phys.35. 3483-3487 (1997)
• [Publications] E.Itoh, Y.Niwa, and M.Iwamoto: "Temperature dependence of electrostatic phenomena at the electrode-polvimide LB film interface before and after photoirradiation" Thin Solid Films. 284/285. 545-548 (1996)
• [Publications] E.Itoh and M.Iwamoto: "Electrostatic phenomena at film/film interface in polyimide Langmuir-Blodgett films :" J.Electrostatics. 36. 313-321 (1996)
• [Publications] 伊東栄次, 丹羽雄二, 岩本光正: "金属-ポリイミドLB膜界面の帯電とその温度特性" 電気学会論文誌A. 116-A. 36-41 (1996)
• [Publications] E.Itoh, Y.Niwa and M.Iwamoto: "Temperature dependence of electrostatic phenomena at the electrode-polyimide LB film interface before and after photoirradiation" Thin Solid Films. 284/285. 545-548 (1996)
• [Publications] E.Itoh and M.Iwamoto: "Electronic Density of state in metal/polyimide Langmuir-Blodgett film interface and its temperature dependence" J.Appl.Phys.81. 1790-1797 (1997)
• [Publications] E.Itoh and M.Iwamoto: "Charge exchange phenomena and the electronic density of state at metal/Langmuir-Blodgett film interface" Mol.Cryst.Liq.Cryst.294. 189-192 (1997)
• [Publications] M.Iwamoto: "Electrostatic properties of electrical insulating ultrathin polyimide films" Ekt. 50. 67-75 (1997)
• [Publications] M.Iwamoto and E.Itoh: "Nano-Electrostatic Phenomena in Langmuir-Blodgett Films and Molecular rectification" accepted for publication in Thin Solid Films. (1998)
• [Publications] E.Itoh, H.Kokubo, M.Iwamoto, M.Burg hard, S.Roth and M.Hanack: "Electrostatic Phenomena in π-conjugated Langmuir-Blodgett Films on Metal electrodes" Jpn.J.Appl.phys.in press. 37. (1998)
• [Publications] E.Itoh, H.kokubo, S.shouriki and M.Iwamoto: "Surface potential of Phthalocyanine Langmuir-Blodgett Films on metal electrodes." J.Appl.Phys.83 (in press). (1997)
• [Publications] M.Iwamoto and M.Kakimoto: "Polyimides as Langmuir-Blodgett Films ; pp.815-884 (M.K.Ghosh and K.L.Mittal edt.,Polvimides" Fundamentals and Applications,Marcel Dekker,Inc.,New YORK, (1996)
• [Publications] 岩本 光正: "有機材料・超薄膜の電子デバイスへの応用" 電子情報学会誌, 80(63-66) (1997)
• [Publications] K.Kaneto, K.Kudo, M.Onoda, Y.Ohmori, and M.Iwamoto: "Recent Progress in Organic Film Devices for Optics and Electronics" be published in IEICE Trans.Electron, Vol.81-C,No7 (1998)
• [Publications] 小野田光宣, 臼井博明, 岩本光正: "有機超薄膜の界面現象と機能" 電気学会論文誌(in press), (1998)