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2020 Fiscal Year Research-status Report

無秩序化した有機ヘテロ界面を導く電子的および構造的要因の解明

Research Project

Project/Area Number 18K04944
Research InstitutionNational Institute of Advanced Industrial Science and Technology

Principal Investigator

赤池 幸紀  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (90581695)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 若山 裕  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, 副拠点長 (00354332)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2022-03-31
Keywords有機ヘテロ界面 / 界面電荷
Outline of Annual Research Achievements

2020年度は、有機ヘテロ界面における接触電荷を計測する準備段階として、高仕事関数基板と有機半導体の界面における電子移動によって生じるカチオンを実測することを試みた。和周波発生分光(SFG)を太陽電池の透明電極であるITO基板に適用したところ、レーザー照射による損傷が見られた。様々な基板を試した結果、IZO基板であればSFG測定に耐えられることを見出した。そのIZO基板にモリブデン三酸化物(MoO3)を被覆し、フラーレンの界面にSFGを適用したところ、F1uのみのピークが1430cm-1に観測され、波数の異なる振動モードも観測されなかった。これは、フラーレンのイオン化エネルギーが高く、今後、フラーレンよりもイオン化エネルギーの小さい有機半導体で同様のSFG測定を行い、電子準位接続で予測されている接触電荷の実測を目指す。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

当初、ITO基板上での計測を試みたが、レーザー照射による基板の損傷が見られたため、導電性基板のスクリーニングが必要であった。結局、ITO同様に透明電極として用いられるIZO基板ならばSFG測定に耐えられることが判明した。また、ガラス上に形成したC60薄膜よりも、MoO3で被覆されたIZO基板に形成した膜の方が可視光レーザーによる損傷が大きかった。以上の測定時のトラブルが続いたものの、最終的にIZO/MoO3/C60界面のSFG測定を実施できるようになった。MoO3/C60界面ではC60カチオンの形成が期待されるが、それを示唆する振動ピークは観測されなかった。C60のイオン化エネルギーが高いため、形成されたカチオンが少ないからだと考えられる。導電性基板上に形成した有機ヘテロ界面の測定環境を整えることができたので、おおむね順調に進んでいると言える。

Strategy for Future Research Activity

最終年度には、C60よりもイオン化エネルギーが1eV以上小さい有機半導体(セキシチオフェン)などをIZO/MoO3基板に形成し、カチオン種の観測を試す。それを踏まえ、高仕事関数基板に形成した有機ヘテロ界面における接触電荷をとらえることを試み、電子準位接続のシミュレーションから予測された電荷形成との対応を調べる予定である。

Causes of Carryover

購入を希望していた基板作製費用に満たない額が残ったため、次年度使用額が生じた。2021年度に本研究に関わる消耗品の購入に使用する。

  • Research Products

    (7 results)

All 2021 2020

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] Elucidation of the enhanced photoactivity of melon calcined with MoO32020

    • Author(s)
      Kawase Masaki、Akaike Kouki、Aoyama Kenichi、Ito Yuta、Tamura Masafumi、Kanai Kaname
    • Journal Title

      Applied Catalysis B: Environmental

      Volume: 273 Pages: 119068~119068

    • DOI

      10.1016/j.apcatb.2020.119068

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] H2O-Induced Crystallization of Organic Luminescent Thin Films by Direct Film Storage in a High Vacuum2020

    • Author(s)
      Hosokai Takuya、Nakanishi Taiyo、Honda Akinori、Akaike Kouki、Tsuruta Ryohei、Itoh Hiroshi、Nakanotani Hajime、Nakayama Yasuo
    • Journal Title

      The Journal of Physical Chemistry C

      Volume: 124 Pages: 24919~24929

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.0c08968

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Relationship between the surface structure of the gate insulator and the performance of organic thin-film transistors2020

    • Author(s)
      Katagiri Chiho、Akaike Kouki、Miyamae Takayuki
    • Journal Title

      Organic Electronics

      Volume: 86 Pages: 105928~105928

    • DOI

      10.1016/j.orgel.2020.105928

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Distributions of Potential and Contact-Induced Charges in Conventional Organic Photovoltaics2020

    • Author(s)
      Akaike Kouki
    • Journal Title

      Materials

      Volume: 13 Pages: 2411~2411

    • DOI

      10.3390/ma13102411

  • [Presentation] シアナミド修飾されたグラファイト状窒化炭素薄膜の合成2021

    • Author(s)
      赤池 幸紀、細貝 彩子、片桐 千帆、嶋村 彰紘、浅川 大樹、中西 大耀 、細貝 拓也、永島 裕樹
    • Organizer
      第68回応用物理学会春季学術講演会
  • [Presentation] 真空その場発光測定によるIr(ppy)3薄膜の結晶化観察2020

    • Author(s)
      中西 大耀、本田 暁紀、赤池 幸紀、鶴田諒平、岩澤柾人、山田洋一、井藤 浩志、中野谷一、中山泰生、細貝 拓也
    • Organizer
      有機EL討論会(2020年)第31回例会
  • [Presentation] 有機薄膜トランジスタにおけるSAM絶縁膜の表面構造が素子特性に与える影響2020

    • Author(s)
      片桐 千帆、赤池 幸紀、宮前 孝行
    • Organizer
      第69回高分子討論会

URL: 

Published: 2021-12-27  

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