2012 Fiscal Year Annual Research Report
分子間バンド分散の精密観測による有機半導体の電気伝導特性の定量的解明
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24685032
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Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
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| Research Institution | Institute for Molecular Science |
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Principal Investigator |
山根 宏之 分子科学研究所, 光分子科学研究領域, 助教 (50402459)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 有機半導体 / 角度分解光電子分光 / エネルギーバンド / 分子間相互作用 / 表面・薄膜 |
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| Research Abstract |
有機半導体の電気伝導は、有機エレクトロニクスの重要な素過程の一つである。このような物質の電気特性を理解するうえで、エネルギーと波数の関係「エネルギーバンド分散E(k)」は、直接的な知見を与える。有機固体のE(k)関係(以降、分子間E(k)関係と呼ぶ)では、固体内部の分子の積層構造の周期性によって電子準位がバンドを形成し、その分散幅はユニット間の分子間相互作用(分子間での分子軌道の重なり)で支配される。このような分子間E(k)関係は、光電効果で放出された電子のエネルギー固有値の波数空間分布で求まるため、角度分解光電子分光法(ARPES)でE(k)を決定できる。しかし、一般的な有機半導体では、分子間相互作用が弱いvan der Waals力によるため、バンド幅が非常に狭く、さらに分子間E(k)関係の測定に必要な高秩序膜の作製が難しい。これらの要因が分子間E(幻関係の実測を困難にしており、実際に、分子間E(幻関係の測定例の多くは実測が容易な分子間相互作用が大きな系に限られていた。
本研究では、一般的にバンド幅が非常に小さい有機半導体の分子間E(k)測定における問題を解決することで、有機半導体の分子間E(k)関係の精密評価法を確立し、有機半導体の分子間E(k)関係を系統的に研究する。これらに基づき、有機半導体の電気伝導特性と結晶構造の相関を定量的に解明する。
本研究の初年度では、中心金属や末端基が異なる金属フタロシアニンの結晶膜を作製することに成功し、その分子間E(k)関係を得る事に成功した。これにより、分子間距離や分子軌道の対称性に依存した分子間E(k)関係の変動を観測し、分子間相互作用に関する定量的な知見を得る事が出来た。この成果については、現在、論文投稿中である。
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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
当初の計画通りの研究を遂行することができたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究が順調に進んでいるため、引き続き、研究計画に沿った研究を行う。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
納期の都合によって、直接経費次年度使用額が発生した。これと翌年度の研究費を用いて超高真空槽を製作する。
研究期間全体で見た場合、使用計画の変動はない。
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