2016 Fiscal Year Research-status Report
単結晶有機半導体太陽電池構築のための分子層ヘテロエピタキシャル成長の確立
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16K12649
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| Research Institution | Toyohashi University of Technology |
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Principal Investigator |
伊崎 昌伸 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30416325)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 有機半導体 / C8-BTBT / PTCDI-C8 / 成長制御 / 真空蒸着 / 電気的性質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、有機半導体などの有機半導体エレクトロニクスの飛躍的性能向上を目的として、2,7-ジアルキルベンゾチエノ[3,2-b]ベンゾチオフェン(C8-BTBT)-p型半導体、N,N’-ジオクチル-3,4:9,10-ペリレンテトラカルボキシリックイミド(PTCDI-C8)-n型半導体を単結晶酸化アルミニウム基板上に真空蒸着法により形成し、精密な結晶方位解析とナノスケール形態観察を行い、有機半導体の分子層ヘテロエピタキシャル成長の技術と学理の確立に取り組むと共に、単結晶化によるキャリア移動度や太陽電池特性向上への効果を明らかにし、分子層ヘテロエピタキシャル成長技術の有効性を検証・実証する。平成28年度には単結晶酸化アルミニウム、単結晶酸化マグネシウム基板ならびに石英ガラス基板上に真空蒸着法によって2,7-ジアルキルベンゾチエノ[3,2-b]ベンゾチオフェン(C8-BTBT)層もしくは/ならびにN,N’-ジオクチル-3,4:9,10-ペリレンテトラカルボキシリックイミド(PTCDI-C8)を形成した結果、X線回折的にはほぼ単結晶級膜が形成された。その成長過程を原子間力顕微鏡により追跡した結果、sapphire基板上に島状成長とその合体により極めて平滑な均一層が形成された後、３次元成長に移行し表面起伏が増大すること、その均一層の厚さは成膜条件によって異なること、基板材料の影響をあまり受けないこと、などが明らかとなった。また、このC8-BTBT層上にPTCDI-C8層を形成した場合にも、X線回折的には方位制御されていることが明らかとなったが、表面起伏が増大することも明らかとなった。
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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年度において、結晶方位によらず酸化アルミニウム単結晶基板上に、X線回折的に単結晶と判断できるC8-BTBT有機半導体薄膜を形成できること、結晶方位が基板の影響を大きく受けないことを見出すと共に、その成長過程をモデル化することができた。また、C8-BTBT層上にPTCDI-C8層を成長させ、X線回折的には方位制御されていることも明らかにしたことから、①当初の計画以上に進展している、と判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
有機半導体層の電気的性質評価法としてホール効果測定を想定していたが、抵抗が高いこと、ホール電圧の磁場依存性が顕著でない、などの測定上の困難が生じているが、論文に記載している通り不純物ドープした場合には測定が可能であることが明らかとなった。
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| Causes of Carryover |
本研究では単結晶基板を使用するが、すでに保有していた基板類を用いたために、消耗品購入が少なくなり、次年度使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
単結晶基板の購入に充当する。
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Research Products
(3 results)
