2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of time-resolved photoelectron spectroscopy with ultra-wide time region for the study of next-generation organic optical materials
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17H03137
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
松崎 弘幸 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 主任研究員 (80422400)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
細貝 拓也 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 主任研究員 (90613513)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 超高速分光 / 励起状態 / 有機EL / 太陽電池 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、励起状態の電子構造の動的変化が計測可能な「時間分解二光子光電子分光法」について、サブピコ秒からミリ秒までの超広時間領域をシームレスにカバーする時間分解二光子光電子分光装置を開発する。同装置を次世代有機光デバイス材料に適用し、励起状態の電子構造とそのダイナミクスを、幅広い時間領域に渡って、高い時間分解能とエネルギー分解能で精密に計測することで、その物理的起源を明らかにする。これによって、励起状態を精密に制御する分子設計指針を提示し、次世代有機光デバイスの高性能化に寄与することを目的とする。本年度は、昨年度から引き続き、チタンサファイアレーザー(繰返し周波数: 76 MHz, 光子エネルギー: 1.55 eV)、第3高調波発生器等から構成されるシステムをフェムト秒パルスレーザー光源とし、電子分光装置を組み合わせて、時間分解測定可能な二光子光電子分光装置の開発を進めた。具体的には、レーザー光学系については、昨年度導入した電気光学(EO)型と音響光学(AO)型両方のパルスセレクタを用いたパルスピッキング法を基づいて、100fs～1msまでの時間領域で測定可能なシステムの構築を着実に進めた。一方、電子分光装置については、昨年度末に導入した計測用超高真空チャンバーおよび電子分光計測システム全体の整備を行った。具体的には、計測超高真空チャンバーにはHe放電管、単色X線源、マルチチャンネルプレート付きの低速電子線回折、液体窒素冷却対応の試料マニピュレータ、イオンポンプ、ゲッターポンプを導入して、数度のベーキングを行い真空度4x10-8 Paを達成した。また試料作製超高真空チャンバー、試料導入高真空チャンバーもそれぞれマイナーチェンジを行い、より試料導入から作製、計測まで一貫した動作が効率良く行える環境となった。レーザー光学系および電子分光装置の整備と統合を進めていく予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初の計画では、全体として、100 fs から 1 ms までの時間領域で、シームレスに測定可能な時間分解二光子光電子分光装置を完成させることを目標としていたが、現状レーザー光学系の整備がやや遅れており、完成に至っていないため。
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| Strategy for Future Research Activity |
レーザー光学系の整備については、今後注力し完成させる。電子分光装置については、金などの基板試料を用いて、紫外光電子分光法およびX線光電子分光法、液体窒素を使った試料冷却のテスト測定を行い、計測環境の整備を進める。特に励起一重項状態と励起三重項状態のエネルギーを分解するのに必要な100 meV前後の分解能と計測時間の関係を精査し、二光子光電子分光法の計測条件の準備に注力する。その後、パルスレーザ光を計測チャンバーに導入して、遅延時間ゼロでの二光子光電子スペクトル計測、さらにはポンプ-プローブ条件下での時間分解二光子光電子スペクトルの取得を目指す。
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[Journal Article] Energy-level alignment at strongly coupled organic?metal interfaces2019
Author(s)
Chen Meng-Ting、Hofmann Oliver T、Gerlach Alexander、Br?ker Benjamin、B?rker Christoph、Niederhausen Jens、Hosokai Takuya、Zegenhagen J?rg、Vollmer Antje、Rieger Ralph、M?llen Klaus、Schreiber Frank、Salzmann Ingo、Koch Norbert、Zojer Egbert、Duhm Steffen
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Journal Title
Journal of Physics: Condensed Matter
Volume: 31
Pages: 194002～194002
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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