2021 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 – 2023-03-31
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| Keywords | 紫外分光 / 界面分光 / イオン液体 / 有機半導体 / トランジスタ / 電気二重層 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、申請者が最近開発した、電気化学環境下で測定可能な減衰全反射型紫外分光装置(EC-ATR-UV装置)を利用して、近年注目を集めるイオン液体-電気二重層-有機電界効果トランジスタ(IL-EDL-OFET)の有機半導体/電極界面での電子状態を明らかにすることを目的としている。これまでに、高いデバイス性能が報告されている有機半導体（C9-DNBDT-NT）に、電解液としてイオン液体を適用したトランジスタをATRプリズム上に作製し、デバイス動作中のスペクトル測定に成功した。その結果、デバイス性能（ドレイン電流量）を反映したスペクトル変化を検出し、さらには有機半導体界面のイオン液体のスペクトル変化の検出にも成功した。すなわち、当初の狙い通りに有機半導体/イオン液体界面のin-situ分光測定を実現した。また、これらの変化のイオン液体種依存性も明らかにし、界面におけるアニオンとカチオンの種類に依存した有機半導体との相互作用の違いを示唆する結果を得られた。これらの成果を原著論文として報告した。また、量子化学計算と分子動力学計算による、電子状態解析と界面での分子挙動の解明にも取り組んだ。
さらに、開発したEC-ATR-UV分光法をイオン液体/金属電極界面にも応用し、電圧印可に伴う金属界面イオン液体の挙動についても研究をすすめた。その結果、金属界面イオン液体の遅いタイムスケール（分単位）の挙動を明らかにした。また、分光測定に加えて量子化学計算と分子動力学計算による解析を通じで、これらの変化が界面での分子配向に依存した選択則に則っていることを明らかにした。
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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
当初の予定通りに、電気化学環境下における界面分光法の確立に成功した。
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| Strategy for Future Research Activity |
COVID19の影響により、本来さらに推進できるはずの検討の一部（イオン液体や有機半導体の組み合わせの最適化など）が残っており、これらの研究を推進する。
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| Causes of Carryover |
COVID19の影響により研究の一部を翌年度に繰り越したため。
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