2010 Fiscal Year Annual Research Report
Mgドープ半導体性C_<60>薄膜の構造と電気伝導の解明
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21560341
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| Research Institution | Toyota Technological Institute |
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Principal Investigator |
小島 信晃 豊田工業大学, 大学院・工学研究科, 助教 (70281491)
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| Keywords | フラーレン / ドーピング / 半導体物性 / エピタキシャル成長 / 分子性固体 / 太陽電池 / 薄膜トランジスタ |
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| Research Abstract |
有機太陽電池や有機薄膜トランジスタなどのデバイス特性向上に向けた研究として、MgドープC_<60>薄膜材料に着目し、その構造、および電気伝導に関する評価を行った。
前年度の研究から、ドープされたMg原子がC_<60>のポリマー化を促進していることが示唆された。そこで、フーリエ変換赤外分光(FT-IR)法、ラマン散乱分光法によりC_<60>の分子振動スペクトルを測定することによる構造評価を中心に研究を行った。MgドープC_<60>のFT-IRスペクトルでは、未ドープのC_<60>の場合では見られなかった新しいピークが多く観測された。C_<60>分子は対称性が高く赤外活性な振動ピークの数が限られるが、MgドープC_<60>で新しく観測されたFT-IRピークは、C_<60>分子の対称性が変化したことにより活性化されたC_<60>分子振動のピークに帰属できた。これらのFT-IRピークを分類した結果、MgドープC_<60>薄膜では、一部のC_<60>分子同士がダイマーやポリマーを形成し、複数の種類のポリマーが混在した状態になっていることが確認できた。これら、複数のポリマーの混在が、MgドープC_<60>薄膜の結晶性を低下させている原因になっていると考えられる。
透過型電子顕微鏡(TEM)により、Mg/C_<60>モル比が約2.6の試料の構造評価を行ったところ、膜の多くはC_<60>のアモルファス状態であるが、部分的に結晶化した領域が観察され、その結晶構造は未ドープC_<60>の面心立方構造とは異なるものであり、C_<60>のポリマー相に対応するものと考えられる。これは、上記FT-IR測定の結果を裏付けるものである。
今後は、C_<60>のポリマー化と電気的特性の関係を解明する必要がある
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