2023 Fiscal Year Research-status Report
Theoretical study on charge transport mechanism of organic semiconductor
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20K05643
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
二木 かおり 千葉大学, 大学院理学研究院, 准教授 (10548100)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 角度分解光電子分光 / 光電子運動量マップ(PMM) / 分子薄膜 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
X線光電子分光の検出器の進化と薄膜作製技術の進歩により、2010年代初頭には分子薄膜に対する光電子分光測定が可能になった。観測精度の劇的な向上と、照射時間の短さゆえこれらのデータ（光電子運動量マップ：PMM)は、分子薄膜の伝導性に関する豊富な情報を含んでいる。また、これまで明らかでなかった電子状態が多くの物質で報告されている。これに対して、解析手法は多くの近似が用いられ、改善が強く求められている。
申請者は実験と計算グループの国際共同研究から、分子薄膜のダイナミクスが光電子に与える影響を解析してきた。これまでにTiSe2上に吸着したCuPcから放出された光電子の運動量マップを測定し、解析をしてきた。
申請当初の目的が以下4点であった。
１分子結晶中を伝搬する電子に、分子のダイナミクスが与える影響の大きさを計算する。２分子のダイナミクスの影響を受けた光電子の運動量マップを求める。３分子結晶表面・界面や、結晶を構成する分子の配向方向を調べる手法を開発。４これらのプログラムを第一原理計算ソフトと組み合わせる。
この解析から、励起光照射後に、基板と分子間で電子がやり取りされる様子に加え、吸着分子が回転し始めることを明らかにした。我々の開発した解析手法は、光照射下の分子の構造変化に加え、電子状態変化を同時に測定できる。つまり、分子ムービーの撮影に成功した。この成果は注目を集め、2023年度に論文として発表された。この内容を基に数々の招待講演を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
申請当初の目的である1,2,4に関しては、2020年～2023年の研究成果をまとめ、論文として採択された。申請当初の目的3に関しても2020年～2023年の研究により、理論式とプログラムはでき上がった。これをより複雑な分子へと拡張して、論文にまとめて投稿する。
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| Strategy for Future Research Activity |
申請当初の目的３について、分子薄膜上の分子の形状を明らかにする手法を昨年度までに、理論・プログラムを確立した。これを今年度、分子薄膜の一つのピセンに拡張し、配向分布をPMMから明らかにする手法を確立し、論文として投稿する。
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| Causes of Carryover |
コロナ下で2年間ほとんどお金を使用する機会がなかったため。
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