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2006 Fiscal Year Annual Research Report

有機デバイス関連界面の解明と制御

Research Project

Project/Area Number 14GS0213
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

関 一彦  名古屋大学, 大学院理学研究科, 教授 (80124220)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 大内 幸雄  名古屋大学, 大学院理学研究科, 助教授 (60194081)
金井 要  名古屋大学, 物質科学国際研究センター, 助手 (10345845)
上野 信雄  千葉大学, 工学部, 教授 (40111413)
石井 久夫  千葉大学, 先進科学研究教育センター, 教授 (60232237)
森川 良忠  大阪大学, 産業科学研究所, 助教授 (80358184)
Keywords超薄膜 / 有機電子デバイス / 方面・界面物性 / 有機半導体 / 電界発光素子 / 光電子分光 / 有機太陽電池 / 界面電子構造
Research Abstract

本年度はこれまで開発・進化させてきた諸手法を駆使して、以下のように有機界面の詳細な解析を行った。
1.関・金井・石井が開発した、真空中・気体中でのイオン化エネルギーが測定できる光電子量分光(PYS)を改良し、表面電位を測定できるケルビン法と併用可能とした。これを用いて有機/金属,金属/有機界面での電気二重層の決定、大気や酸素のイオン化エネルギーへの影響などを詳細に訓べた。
2.上野らが確立した、層状基板上に有機膜を高秩序に成長させた系を基板とし、この上への別の有機半導体の堆積により、「弱くしか相互作用しない制御可能な界面」を実現し、この界面に生成する電気二重層が、両層の間の電荷移動で生じることを見いだした。
3.Cu(110)面やBi(111)面などの上に高配向性ペンタセン膜を成長させ、シンクロトロン放射光等による角度分解光電子分光測定により、これらの膜のエネルギーバンド分散や、ペンタセン/Cu界面における界面特有の電子準位の生成を観測するのに成功した。
4.金井・関が開発した逆光電子分光装置が日常的に使用可能となり、黒鉛上のテトラシアノナフトキノジメタン(TNAP)等の系、さらに大内が表面構造を詳細に調べているイオン液体の電子構造を決定した。
5.金井・関らは有機半導体への電子供与体・受容体のドーピングによる界面電子構造制御に成功し、これを用いて電極から有機半導体への電荷注入効率の増大を実現した。
6.森川は第一原理計算によりAl/Alq_3界面の電子構造がAlq_3分子の双極子モーメントの向きに大きく依存することを見いだし、また従来の理諭計算では取組み難かったファン・デル・ワールス相互作用を取り入れた計算プログラムを開発した。
また、平成18年10月に名古屋大学で公開シンポジウム(企業24社を含む145名参加)、平成19年1月には大阪大学で有機界面理論に関する国際シンポジウム(5カ国104名)を開催し、研究成果の発信と社会還元を行った。

  • Research Products

    (64 results)

All 2007 2006 Other

All Journal Article (60 results) Book (4 results)

  • [Journal Article] Electronic Structure of Ionic Liquids Studied by UV Photoemission and Inverse Photoemission Spectroscopy2007

    • Author(s)
      T.Nishi
    • Journal Title

      MRS Symp.Proc. 965E

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] The Electronic Structure and The Energy Level Alignment at The Interface Between Organic Molecules and Metals2007

    • Author(s)
      E.Kawabe
    • Journal Title

      MRS Symp.Proc. 965E

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] Role of Ionization Potential in Vacuum-level Alignment at Organic Semiconductor Interfaces2007

    • Author(s)
      H.Fukagawa
    • Journal Title

      Adv.Mat. 19(5)

      Pages: 665

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] Comparison of Localized Basis and Plane-wave Basis for Density-functional Calculations of Organic Molecules on Metals2007

    • Author(s)
      K.H.Lee
    • Journal Title

      Phys.Rev.B 75

      Pages: 045402

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] Botom Contact Ambipolar Organic Thin Film Transistors Based on C_<60> Pentacene Heterostructure2007

    • Author(s)
      K.Kanai
    • Journal Title

      MRS Symp.Proc. 965E

  • [Journal Article] Trap-elimination and Injection-switching at Organic Field Effect Transistor by Inserting an Alkane (C_<44>H_<99>) Layer2007

    • Author(s)
      S.Ogawa
    • Journal Title

      Appl.Phys.Lett. 90(3)

      Pages: 03504-1-3

  • [Journal Article] Angle Resolved UV Photoelectron Spectra of Titanyl Phthalocynine Monolayer Film on Graphite2007

    • Author(s)
      S.Kera
    • Journal Title

      J.Electron Spectroc.Relat.Phenom. 156-158

      Pages: 135-138

  • [Journal Article] Ultrahigh Vacum Sebeck Effect and Conductivity Measurements on N-doping of C_<60> Films2007

    • Author(s)
      N.Hayashi
    • Journal Title

      MRS Symp.Proc. 965E

  • [Journal Article] Theory of Electron-phonon Interaction in XAFS and Other Spectroscopies2007

    • Author(s)
      H.Arai
    • Journal Title

      Proc.13th Int'nl Conf.on XAFS; AIP Conf.Proc. 882

      Pages: 108

  • [Journal Article] Multiple Scattering Approach to Polarization Dependence of F K-edge XANES Spectra for Highly Oriented Polytetrafluoroethylene (PTFE) Thin Film2007

    • Author(s)
      S.Nagamatsu
    • Journal Title

      Proc.13th Int'nl Conf.on XAFS; AIP Conf.Proc. 882

      Pages: 514

  • [Journal Article] イオン液体の表面構造2007

    • Author(s)
      大内幸雄
    • Journal Title

      現代科学 432

      Pages: 45-50

  • [Journal Article] Molecular Orientation and Morphology of Organized Molecular Films for Fluorinated Comb Copolymers2006

    • Author(s)
      A.Fujimori
    • Journal Title

      Macromol.Symp. 245-246(1)

      Pages: 215-227

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] Atmospheric Effect on the Ionization Energy of Titanyl Phthalocyanine Thin Film as Studied by Photoemission Yield Spectroscopy2006

    • Author(s)
      M.Honda
    • Journal Title

      Mol.Cryst.Liq.Cryst. 455

      Pages: 219-225

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] Radiation Damage to Alkyl Chain Monolayers on Semiconductor Substrates Investigated by Electron Spectroscopy2006

    • Author(s)
      F.Amy
    • Journal Title

      J.Phys.Chem.B 110(43)

      Pages: 21826-2832

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] Intermolecular and Interlayer Interactions in Copper Phthalocyanine Films as Measured with Microspot Photoemission Spectroscopy2006

    • Author(s)
      T.Sugiyama
    • Journal Title

      Appl.Phys.Lett. 89

      Pages: 202116-1-3

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] Carrier Injection Characteristics of Metal/Alq_3 Interface with a Long Chain Alkane Insertion Layer2006

    • Author(s)
      N.Abiko
    • Journal Title

      Jpn.J.Appl.Phys. 45(1B)

      Pages: 442-446

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] Photo-induced Doping of Organic Field Effect Transistors Studied by Displacement Current Measurement and Infrared Absorption Spectroscopy in the Multiple Internal Reflection Geometry2006

    • Author(s)
      S.Ogawa
    • Journal Title

      Jpn.J.Appl.Phys. 45(1B)

      Pages: 530-533

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] Important Role of Molecular Permanent Dipoles of Alq_3/Al Interface Studied from First-principles2006

    • Author(s)
      S.Yanagisawa
    • Journal Title

      Chem.Phys.Lett. 420(4-6)

      Pages: 523-528

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] Structure and Binding Energies of Unsaturated Hydrocarbons on Si(001) and Ge(001)2006

    • Author(s)
      J.H.Cho
    • Journal Title

      J.Chem.Phys. 124

      Pages: 024716-1-4

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] Theoretical Investigation on the Electronic Structure of the Alq_3/Al Interface2006

    • Author(s)
      S.Yanagisawa
    • Journal Title

      Jpn.J.Appl.Phys. 45(1B)

      Pages: 413-416

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] Ab Initio Material Design of CN for Control of DB in a-Si2006

    • Author(s)
      N.Mitsuda
    • Journal Title

      Physica B 376-377

      Pages: 240-244

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] Ion Desorption by Inner-shell Excitation and Photodegradation of Poly(vinylidene fluoride)2006

    • Author(s)
      K.K.Okudaira
    • Journal Title

      MRS Symp.Proc. 887

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] Characterization of COOH- terminated Self-assembled Monolayers and Adsorption Efficience of DNA Molecules Studied by X-ray Photoelectron Spectrocopy and Near-edge X-ray Absorption Fine Structure Spectroscopy2006

    • Author(s)
      E.Ito
    • Journal Title

      Jpn.J.Apl.Phys 45(1B)

      Pages: 409-412

  • [Journal Article] Enhanced Electron Injection into Tris(8-hydroxyquinoline) Aluminum (Alq3) Thin Films by Tetrathianaphthacene (TTN) Doping Revealed by Curent-voltage Characteristics2006

    • Author(s)
      S.D.Wang
    • Journal Title

      Chem.Phys.Lett. 423(1-3)

      Pages: 170-173

  • [Journal Article] Apparatus for Solution Jet Beam Deposition of Organic Thin Films and in situ Ultraviolet Photoelectron Spectroscopy (UPS)2006

    • Author(s)
      Y.Okabayashi
    • Journal Title

      Rev.Sci.Instrum. 77

      Pages: 03905-1-5

  • [Journal Article] Oxygen Efects on the Interfacial Electronic Structure of Titanyl Phthalocyanine FIlm : p-type Doping, Band Bending, and Fermi Level Alignment2006

    • Author(s)
      T.Nishi
    • Journal Title

      Chem.Phys. 325(1)

      Pages: 121-128

  • [Journal Article] Gibbs Monolayer of Ionic Liquid+H_2O Mixtures Studied by Surface Tension Measurement and Sum-frequency Generation Spectroscopy2006

    • Author(s)
      J.Sung
    • Journal Title

      Coloids and Surfaces A : Physicochem. Eng. Aspects 284-285

      Pages: 84-88

  • [Journal Article] Photo- luminescence Characteristics of Merocyanine Dyes in Ionic Liquids2006

    • Author(s)
      T.K.Shim
    • Journal Title

      J Korean Phys.Soc. 48(6)

      Pages: 1476-1480

  • [Journal Article] Acridine Orange Base as a Dopant for N Doping C_<60> Thin Films2006

    • Author(s)
      F.Li
    • Journal Title

      J.Appl.Phys. 100

      Pages: 023716-1-9

  • [Journal Article] Botom Contact Ambipolar Organic Thin Film Transistor and Organic Inverter Based on C_<60>/pentacene Heterostructure2006

    • Author(s)
      S.D.Wang
    • Journal Title

      Org.Electron 7

      Pages: 457-464

  • [Journal Article] Atmospheric Doping Effect on the Interfacial Electronic Structure of Titanyl Phthalocyanine Film2006

    • Author(s)
      T.Nishi
    • Journal Title

      Mol.Cryst.Liq.Cryst. 455

      Pages: 227-233

  • [Journal Article] Curent Characteristics of Pristine and Tetrathianaphthacene-doped Tris (8-hydroxyquinoline)Aluminum (Alq_3) Thin Films2006

    • Author(s)
      S.D.Wang
    • Journal Title

      Mol.Cryst.Liq.Cryst. 455

      Pages: 339-346

  • [Journal Article] Development of Experimental Methods for Determining the Electronic structure of Organic Materials2006

    • Author(s)
      K.Seki
    • Journal Title

      Mol.Cryst.Liq.Cryst. 455

      Pages: 141-177

  • [Journal Article] Formation and Structure of Organized Molecular Films for Fluorinated Comb Copolymers2006

    • Author(s)
      A.Fujimori
    • Journal Title

      Polym.Adv.Technol. 17(9-10)

      Pages: 653-663

  • [Journal Article] Quantitative Analysis of Photoelectron Angular Distribution of a Single Doman Organic Monolayer Film : NTCDA on Ges(001)2006

    • Author(s)
      S.Kera
    • Journal Title

      Chem.Phys. 325(1)

      Pages: 113-120

  • [Journal Article] Experimental Estimation of Electric Dipole Moment and Polarizability of Titanyl Phthalocyanine Using Ultraviolet photoelectron Spectroscopy2006

    • Author(s)
      H.Fukagawa
    • Journal Title

      Phys.Rev.B 73

      Pages: 041302(R)-1-4

  • [Journal Article] Origin of the Highest Ocupied Band Position in Pentacene Films from Ultraviolet Photoelectron Spectroscopy : Hole Stabilization versus Band Dispersion2006

    • Author(s)
      H.Fukagawa
    • Journal Title

      Phys.Rev.B 73

      Pages: 245310-1-5

  • [Journal Article] Hole-vibration Coupling in the Upermost Valence Band Photoemision of Pentacene Monolayer on Graphite2006

    • Author(s)
      H.Yamane
    • Journal Title

      Mol.Cyst.Liq.Cryst. 455

      Pages: 235-240

  • [Journal Article] VUV Induced Doping of Cu-phthalo- cyanine Thin Films : A Posibility of n-type Doping2006

    • Author(s)
      M.Ono
    • Journal Title

      Mol.Cryst.Liq.Cryst. 455

      Pages: 251-256

  • [Journal Article] Phase Transition of the Ag/Si(111)-(√<3>×√<3>) Surface Studied by Photoelectron Difraction2006

    • Author(s)
      K.Sakamoto
    • Journal Title

      Phys.Rev.B 73(19)

      Pages: 19303-1-4

  • [Journal Article] Enhancement of Electron Corelation Efect in Co Thin Clusters Formed on a Sulfur Pasivated GaAs(001) Substrate2006

    • Author(s)
      A.Harasawa
    • Journal Title

      Phys.Rev.B 73(20)

      Pages: 205416-1-5

  • [Journal Article] "Core- level Photoemision Study of Thalium Adsorbed on a Si(111)-(7×7) Surface : Valence State of Thalium and the Charge State of Surface Si Atoms2006

    • Author(s)
      K.Sakamoto
    • Journal Title

      Phys.Rev.B 74(7)

      Pages: 075335-1-5

  • [Journal Article] Electronic Density Tailing outside π-conjugated Polymer Surface2006

    • Author(s)
      X.T.Hao
    • Journal Title

      Apl.Phys.Lett. 89

      Pages: 182113-1-3

  • [Journal Article] Surface Photodegradation of Poly(vinylidene fluoride) by Inner-shell Excitation2006

    • Author(s)
      K.K.Okudaira
    • Journal Title

      Surf.Sci.Lett. 13

      Pages: 259-263

  • [Journal Article] Surface electronic Structures of the Eu- and Ca-induced So-called Si(1)-(5×1) Reconstructions2006

    • Author(s)
      K.Sakamoto
    • Journal Title

      Phys.Rev.B 74(23)

      Pages: 235311-1-6

  • [Journal Article] Why is Formate Synthesis Insensitive to Coper Surface Structures?2006

    • Author(s)
      G.C.Wang
    • Journal Title

      J.Phys.Chem.B 110(1)

      Pages: 9-11

  • [Journal Article] Density Functional Theoretical Calculations for a Co_2γ-Al_2O_3 Model Catalyst : Structures of the γ-Al_2O_3 Bulk and Surface and Attachment Sites for Co^<2+> Ions2006

    • Author(s)
      T.Taniike
    • Journal Title

      J.Phys.Chem.B 110(10)

      Pages: 4929-4936

  • [Journal Article] Structural Control of Organized Molecular Films Forcomb Polymers and Its Structural Estimation2006

    • Author(s)
      A.Fujimori
    • Journal Title

      Trans.Mater.Res.Soc.Jpn. 31(3)

      Pages: 559-564

  • [Journal Article] Does the Molecular Orientation Induce an Electric Dipole in Cu-phthalocyanine Thin Films?2006

    • Author(s)
      H.Yamane
    • Journal Title

      J.App.Phys. 99

      Pages: 093705-1-5

  • [Journal Article] 有機半導体研究の面白さと難しさ2006

    • Author(s)
      関一彦
    • Journal Title

      未来材料 11

      Pages: 1

  • [Journal Article] 国際ワークショップ「有機電子デバイスに関連した分子性物質界面の電子構造と電子過程」報告2006

    • Author(s)
      関一彦
    • Journal Title

      応用物理 75(7)

      Pages: 911

  • [Journal Article] 角度分解紫外光電子分光法における多重散乱効果の理論解析2006

    • Author(s)
      永松伸一
    • Journal Title

      表面科学 27(8)

      Pages: 41-45

  • [Journal Article] HREELS によるPentacene/HOPG 界面の電子移動の検出2006

    • Author(s)
      大岩みか
    • Journal Title

      表面科学 27(9)

      Pages: 546-548

  • [Journal Article] 第一原理計算による触媒研究の動向2006

    • Author(s)
      森川良忠
    • Journal Title

      表面科学 27(6)

      Pages: 354-359

  • [Journal Article] 基礎講座<分子シュミレーションの基礎と応用>第一原理計算法III - 界面と欠陥のダイナミクス-2006

    • Author(s)
      柳澤将
    • Journal Title

      応用物理 75(12)

      Pages: 1493-1497

  • [Journal Article] 有機/金属界面の電子構造2006

    • Author(s)
      関一彦
    • Journal Title

      日本写真学会誌 69

      Pages: 28-34

  • [Journal Article] Influence of Intramolecular Vibrations in Charge Redistribution at the Pentacene-graphite Interface

    • Author(s)
      K.Fujii
    • Journal Title

      Surf.Sci. In press

  • [Journal Article] Substrate Dependent Molecular Orientation in Thin Films of Bensazamethine Dye Studied by Metastable Atom Electron Spectroscopy and Ultraviolet Photoelectron Spectroscopy

    • Author(s)
      T.Hosokai
    • Journal Title

      Mol.Cryst.Liq.Cryst. (In press)

  • [Journal Article] spectroscopic Evidence of Strone π-π Interorbital Interaction in a Lead-phthalocyanine Bilayer Film Atributed to the Dimer Nanostructure

    • Author(s)
      S.Kera
    • Journal Title

      Phys.Rev.B (In press)

  • [Journal Article] Studies of Initial Stage of Para-sexiphenyl Growth Mode on Highly Oriented Pyrolytic Graphite Surface by Using Scaning Tuneling Microscopy

    • Author(s)
      Z.H.Wang
    • Journal Title

      Thin Solid Films (In press)

  • [Book] 第4章 電子状態8"仕事関数"pp.236-241, 第24章 有機素子2"有機金属界面"pp.912-917 表面性工学ハンドブック第2版(小間篤他編)2007

    • Author(s)
      関 一彦
    • Total Pages
      1064
    • Publisher
      丸善
  • [Book] 4. 4. 1 機能性有機材料のXAFS pp.122-127 5. 2. 2 機能性材料 pp.176-183 (内殻分光, 太田俊明, 横山利彦編)2007

    • Author(s)
      関 一彦
    • Total Pages
      322
    • Publisher
      アイピーシー
  • [Book] 新材料シリーズ イオン液体II -驚異的な進歩と多彩な近未来- 第8章"イオン液体界面の構造解析" pp.66-72(大野弘幸監修)2006

    • Author(s)
      大内幸雄
    • Total Pages
      299
    • Publisher
      シーエムシー出版
  • [Book] 有機/金属・無機界面のメカニズム-密着性・機能発現の要因-第7章"有機薄膜表面・界面の電子状態の基礎"pp.89-1042006

    • Author(s)
      上野信雄
    • Total Pages
      353
    • Publisher
      サイエンス&テクノロジー

URL: 

Published: 2008-05-08   Modified: 2016-04-21  

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