2020 Fiscal Year Research-status Report
電気化学-減衰全反射型紫外分光法による有機半導体/イオン液体界面の電子状態研究
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20K15312
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
田邉 一郎 大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (80709288)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 界面分光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
電気化学環境下で測定可能な新しい減衰全反射型紫外分光法(EC-ATR-UV分光法)により、イオン液体ゲートの電気二重層型-誘起電界効果トランジスタ(IL-EDL-OFET)の動作中のイオン液体/有機半導体界面の紫外スペクトル測定に成功した。具体的には、サファイヤ製のATRプリズム上に有機半導体薄膜を転写し、その上にソースとドレインのAu電極を蒸着した。有機半導体の上にイオン液体を滴下し、対極と参照極としてPtコイルとPt線を差し込み、バイポテンショスタットによりソースとドレインの電極電位を制御することで、有機半導体に電荷を注入したりOFETとして動作させたりすることができ、その状態での分光測定を実現した。
ゲート電圧印加によるキャリア（ホール）注入量に相関したスペクトル強度の変化がみられた。また、有機半導体とイオン液体の吸収ピーク波長のシフトがみられた。さらに、スペクトル変化のイオン液体種依存性も明らかにした。スペクトル変化量とキャリア注入量の相関は、すでに他の波長域で他の研究グループからも報告されているものの、紫外域を利用することでより強い吸収強度で測定することができる。実際、わずか二分子層の有機半導体薄膜のスペクトル変化を高いSN比で検出することができている。また、界面イオン液体の変化まで測定できたという点は、当初の期待通りのATR法を採用した強みを明確に示した結果である。加えて、デバイス性能を同時に測定しているという点も、強調すべき点である。
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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
当初の計画通り、デバイス動作環境下での分光測定に成功し、有機半導体薄膜と界面イオン液体のスペクトル挙動の変化を検出した。さらに、イオン液体種に依存したスペクトル変化を明らかにし、これは当初の期待以上の結果であると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、スペクトル変化の起源を分子動力学計算や量子化学計算によって明らかにする。さらに、それらがデバイス性能に及ぼす影響を明らかにすることで、さらなる高機能デバイス設計指針の構築につなげることを目指す。
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| Causes of Carryover |
COVID19による実験期間の縮小のため
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Research Products
(1 results)
