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2015 Fiscal Year Research-status Report

非磁性物質を用いた超高感度磁気センサーの開発

Research Project

Project/Area Number 15K13682
Research InstitutionUniversity of Hyogo

Principal Investigator

田島 裕之  兵庫県立大学, 物質理学研究科, 教授 (60207032)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2017-03-31
Keywords有機薄膜デバイス / 有機スピントロニクス / 電荷注入障壁 / 変位電流法 / 光CELIV法
Outline of Annual Research Achievements

本研究においては、遅延時間を用いた磁場効果増強法により、弱磁場下で100%以上におよぶ磁場効果を示す、接合デバイスを探索・作成することを目的としている。今年度は、導電性高分子、ZnPc/C60バルクヘテロ接合に関して、申請書に書いたように、光CELIV法を用いて磁場効果の遅延時間依存性を調べた。その結果、磁場効果は遅延時間を増すにつれて増加するが、さらに増すと減少してしまうことを見出した。このことは、遅延時間依存性だけでは、目的を達成できないことを意味している。現状では磁場効果の大きさは10%程度にとどまっている。そこで、方針を転換して、接合界面の効果を利用した磁場効果増強を現在試みている。一連の研究成果は、現在取りまとめ中である。
関連した技術として、変位電流法を用いた電荷注入障壁の決定法を開発した。一般に有機薄膜デバイスにおいては、光電子分光、逆光電子分光等、非常に高価な装置を用いて、電荷注入障壁が決定されているが、新規に開発された方法では、100万程度の汎用電気計測装置を用いるだけで済むので、非常にインパクトが大きいと考えている。この測定法を用いた、フタロシアニン薄膜の実験に関しては、銀電極に対して、電子注入障壁が1.8 eV、正孔注入障壁が0.4 eVという値が得を得た。また、MoO3/Ag電極は、フタロシアニンとオーミック接合を形成することも確認された。これらの成果は、Organic Electronics誌に受理されており、掲載される予定である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

既に上に述べたように、本研究課題はCELIV法を用いて磁場効果を増強することを目的としてスタートしたが、この課題自体に関してはうまくいっていない。しかしながら、CELIV法と類似する「変位電流法を用いた電荷注入障壁決定法の開発」という、新たな展開により、研究は著しく進展した。この手法はまったく新しい実験手法であり、非常に多くの有機物を対象とした実験ができる。

Strategy for Future Research Activity

変位電流法を用いた電荷注入障壁決定法は、まったく新しい実験手法、解析手法であるため、実験手法を確立するためには多くのことを行う必要がある。種々の物質への適用、実験手法、解析手法の更なる開拓、磁場効果への応用も含めて、研究を展開してゆく。

Causes of Carryover

予算節約のため、旅費の大半を自費で補填したため次年度使用額が生じた。繰越が可能なので、次年度に消化するつもりである。いうまでもないことであるが、自費による補填をしてなければ、次年度使用額は生じず、大幅な赤字になっていたはずである。

Expenditure Plan for Carryover Budget

物品購入、装置修理費をはじめとする出費に当てる。余裕があれば、出張費にも当てる予定である。

  • Research Products

    (8 results)

All 2016 2015

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 3 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Determination of charge injection barrier using the displacement current measurement technique2016

    • Author(s)
      H. Tajima, F. Miyao, M. Mizukoshi, S. Sato
    • Journal Title

      Org. Electronics

      Volume: 34 Pages: 193-199

    • DOI

      DOI: 10.1016/j.orgel.2016.04.029

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Effect of Localized Spin Concentration on Giant Magnetoresistance in Molecular Conductor TPP[FexCo{1-x}(Pc)(CN)2]2”2016

    • Author(s)
      M. Ikeda, A. Kanda, H. Murakawa, M. Matsuda, T. Inabe, H. Tajima, N. Hanasaki
    • Journal Title

      J. Phys. Soc. Jpn.

      Volume: 85 Pages: 024713-1-9

    • DOI

      10.7566/JPSJ.85.024713

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Crystal growth and characterization of Mg2Si for IR-detectors and thermoelectric applications2015

    • Author(s)
      H. Udono, H. Tajima, M. Uchikoshi, and M. Itakura
    • Journal Title

      Jpn. J. Appl. Phys.

      Volume: 54 Pages: 07JB06-1-11

    • DOI

      10.7567/JJAP.54.07JB06

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Spin relaxation mechanism in a highly doped organic polymer film2015

    • Author(s)
      M. Kimata, D. Nozaki, Y. Niimi, H. Tajima, Y. Otani
    • Journal Title

      Phys. Rev. B

      Volume: 91 Pages: 224422-1-6

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.91.224422

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Photo-CELIV experiments under Magnetic Field2015

    • Author(s)
      H. Tajima
    • Organizer
      Pacifichem
    • Place of Presentation
      Honolulu, Hawaii, USA
    • Year and Date
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 光CELIV法によるトラップ密度解析2015

    • Author(s)
      田島裕之
    • Organizer
      有機エレクトロニクス材料研究会(JOEM)
    • Place of Presentation
      東京理科大学森戸記念館(東京都新宿区)
    • Year and Date
      2015-12-11 – 2015-12-11
    • Invited
  • [Presentation] Magnetophotocurrent Associated with Excited States in Organic Compound: An approach using photo-CELIV Measurements2015

    • Author(s)
      H. Tajima
    • Organizer
      ブラジル物理学会
    • Place of Presentation
      フォス・ド・イグアス, ブラジル連邦共和国
    • Year and Date
      2015-05-24 – 2015-05-28
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Book] Synthetic Metals, Vol 2082015

    • Author(s)
      H. Tajima (Special Guest Editor)
    • Total Pages
      52
    • Publisher
      Elsevier

URL: 

Published: 2017-01-06  

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