• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to project page

2015 Fiscal Year Annual Research Report

有機・無機ナノハイブリッドレーザーの開発

Research Project

Project/Area Number 25248045
Research InstitutionKyoto Institute of Technology

Principal Investigator

堀田 収  京都工芸繊維大学, 材料化学系, 教授 (00360743)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 山下 兼一  京都工芸繊維大学, 電気電子工学系, 准教授 (00346115)
山雄 健史  京都工芸繊維大学, 材料化学系, 准教授 (10397606)
Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Keywords有機・無機ハイブリッド / 有機半導体結晶 / 有機レーザー / レーザートランジスタ / 狭線化発光 / 回折格子 / 集束イオンビーム / 干渉露光
Outline of Annual Research Achievements

有機半導体材料と無機材料とをナノメートル・スケールでハイブリッド化し、有機デバイスの発光性能の飛躍的な性能向上を目的として研究を進めた。未踏課題であった有機レーザーの開発によるブレークスルーの達成を図り、レーザートランジスタ(LT)の創出に主眼を置く。
当年度は以下の成果を得た。
①異なる周期をもつ回折格子に貼りつけた有機半導体結晶で観測された狭線化発光ピークの角度依存性の解析法を開発した。回折格子は集束イオンビーム (FIB) 装置の倍率やイオンビームの絞り径を調整して、基板上のアルミニウムをドープした酸化亜鉛 (AZO) 薄膜に構築し、有機半導体結晶は昇華再結晶法で成長した。有機結晶の厚さ、位相屈折率、回折格子の周期より、狭線化ピークの位置、回折次数、横モード次数を割り出すことを可能にした。②レーザーの干渉露光で基板上のフォトレジストに作製した1次元回折光子に貼った有機結晶でも同様に、狭線化ピーク位置、回折次数、横モード次数を割り出した。これを元に干渉露光条件を最適化し、有機結晶の蛍光最大波長と狭線化ピーク位置を厳密に合わせた素子を作製した。②FIBにより有機半導体結晶の表面に直接回折格子を掘削した。格子周期と実効屈折率の相関を調べ、1次の回折光を有機結晶から取り出すことに成功した。④回折格子を掘削したAZO上に貼り付けた有機結晶にウェットエッチング処理を施し、有機結晶がAZO層を完全に覆う素子を構築した。この結晶に正孔注入電極として金層を、電子注入電極として炭酸セシウムと銀の共蒸着層を配備した。素子に±33 Vの電圧を印加すると、炭酸セシウム/銀共蒸着電極付近から電流注入発光を観測した。⑤酸化ケイ素と酸化タンタルからなる誘電体多層膜に有機結晶を配備した微小共振器構造に電極を配備して、二極型の有機ELを作製し、電流注入による発光を観測した。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (27 results)

All 2016 2015

All Journal Article (8 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 8 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (19 results) (of which Int'l Joint Research: 10 results,  Invited: 3 results)

  • [Journal Article] Spectrally-narrowed emissions from organic crystals having a one-dimensional grating on their surface2016

    • Author(s)
      Hiroyuki Yamamoto, Keiji Obara, Shohei Higashihara, Yuki Obama, Takeshi Yamao, and Shu Hotta
    • Journal Title

      J. Nanosci. Nanotechnol.

      Volume: 16 Pages: 3312-3317

    • DOI

      10.1166/jnn.2016.12281

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Organic crystal light-emitting transistors combined with a metal oxide layer2016

    • Author(s)
      Keiji Obara, Shohei Higashihara, Takeshi Yamao, and Shu Hotta
    • Journal Title

      Jpn. J. Appl. Phys.

      Volume: 55 Pages: 03DC09/6 pages

    • DOI

      10.7567/JJAP.55.03DC09

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Improved electroluminescence with reversed bilayers of thiophene/phenylene co-oligomer derivatives2016

    • Author(s)
      Shohei Dokiya, Fumio Sasaki, Shu Hotta, Hisao Yanagi
    • Journal Title

      Jpn. J. Appl. Phys.

      Volume: 55 Pages: 03DC13/5 pages

    • DOI

      10.7567/JJAP.55.03DC13

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Optical devices combining an organic semiconductor crystal with a two-dimensional inorganic diffraction grating2016

    • Author(s)
      Takenori Kitazawa, Takeshi Yamao, and Shu Hotta
    • Journal Title

      Appl. Phys. Lett.

      Volume: 108 Pages: 053304/4 pages

    • DOI

      10.1063/1.4941228

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Effects of pn doping in thiophene/phenylene co-oligomers thin films2015

    • Author(s)
      Fumio Sasaki, Yoshizo Kawaguchi, Hiroyuki Mochizuki, Satoshi Haraichi, Tomoaki Ishitsuka, Teruhisa Ootsuka, Toshihisa Tomie, Shuji Watanabe, Yukihiro Shimoi, Takeshi Yamao, and Shu Hotta
    • Journal Title

      Mol. Cryst. Liq. Cryst.

      Volume: 620 Pages: 153-158

    • DOI

      10.1080/15421406.2015.1095439

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Vertical cavity lasing from melt-grown crystals of cyano-substituted thiophene/phenylene co-oligomer2015

    • Author(s)
      Yosuke Tanaka, Kaname Goto, Kenichi Yamashita, Takeshi Yamao, Shu Hotta, Fumio Sasaki, and Hisao Yanagi
    • Journal Title

      Appl. Phys. Lett.

      Volume: 107 Pages: 163303/5 pages

    • DOI

      10.1063/1.4934588

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Intrinsic polarization and tunable color of electroluminescence from organic single crystal-based light-emitting devices2015

    • Author(s)
      Ran Ding, Jing Feng, Wei Zhou, Xu-Lin Zhang, Hong-Hua Fang, Tong Yang, Hai-Yu Wang, Shu Hotta, and Hong-Bo Sun
    • Journal Title

      Sci. Rep.

      Volume: 5 Pages: 12445/10 pages

    • DOI

      10.1038/srep12445

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Ambipolar light-emitting organic single-crystal transistors with a grating resonator2015

    • Author(s)
      Kenichi Maruyama, Kosuke Sawabe, Tomo Sakanoue, Jinpeng Li, Wataru Takahashi, Shu Hotta, Yoshihiro Iwasa, and Taishi Takenobu
    • Journal Title

      Sci. Rep.

      Volume: 5 Pages: 10221/10 pages

    • DOI

      10.1038/srep10221

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 酸化物半導体回折格子上の有機半導体結晶からの発光2016

    • Author(s)
      北澤武範、山雄健史、堀田収
    • Organizer
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      東京工業大学 大岡山キャンパス(東京都目黒区大岡山)
    • Year and Date
      2016-03-19 – 2016-03-22
  • [Presentation] Dual role of highly crystalline organic semiconductors2016

    • Author(s)
      Shu Hotta
    • Organizer
      2nd International Symposium on Nanoparticles/Nanomaterials and Applications (ISN2A 2016)
    • Place of Presentation
      Hotel Aldeia dos Capuchos Golf & SPA (Caparica, Portugal)
    • Year and Date
      2016-01-18 – 2016-01-21
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Layered organic thin film solar cells having a bulk heterojunction structure comprising TPCOs2016

    • Author(s)
      Kenichiro Fukui, Takeshi Yamao, and Shu Hotta
    • Organizer
      2nd International Symposium on Nanoparticles/Nanomaterials and Applications (ISN2A 2016)
    • Place of Presentation
      Hotel Aldeia dos Capuchos Golf & SPA (Caparica, Portugal)
    • Year and Date
      2016-01-18 – 2016-01-21
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Emission features of organic oligomer crystals equipped with one-dimensional diffraction gratings2015

    • Author(s)
      Takeshi Yamao
    • Organizer
      PacifiChem 2015
    • Place of Presentation
      Hawaii Convention Center (Honolulu, Hawaii, USA)
    • Year and Date
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Organic solar cells having a template layer of oligomer molecules2015

    • Author(s)
      Ryo Asahi, Takeshi Yamao, and Shu Hotta
    • Organizer
      1st International Caparica Christmas Congress on Translational Chemistry (IC3TC 2015)
    • Place of Presentation
      Hotel Aldeia dos Capuchos Golf & SPA (Caparica, Portugal)
    • Year and Date
      2015-12-07 – 2015-12-10
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Growth and device application of oligomer semiconductor crystals2015

    • Author(s)
      Takeshi Yamao
    • Organizer
      1st International Caparica Christmas Congress on Translational Chemistry (IC3TC 2015)
    • Place of Presentation
      Hotel Aldeia dos Capuchos Golf & SPA (Caparica, Portugal)
    • Year and Date
      2015-12-07 – 2015-12-10
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] TPCO微小共振器の反射特性による光子-励起子相互作用の評価2015

    • Author(s)
      後藤要、山下兼一、山雄健史、堀田収、柳久雄、佐々木史雄
    • Organizer
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場(名古屋市熱田区熱田西町)
    • Year and Date
      2015-09-13 – 2015-09-16
  • [Presentation] 金属酸化物半導体層をもつ有機薄膜発光トランジスタ (III)2015

    • Author(s)
      小原圭司、東原翔平、山雄健史、堀田収
    • Organizer
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場(名古屋市熱田区熱田西町)
    • Year and Date
      2015-09-13 – 2015-09-16
  • [Presentation] ポリマーゲート絶縁膜を用いた有機半導体結晶トランジスタの開発2015

    • Author(s)
      井ノ口達也、山雄健史、堀田収
    • Organizer
      第64回高分子討論会
    • Place of Presentation
      東北大学 川内キャンパス(宮城県仙台市)
    • Year and Date
      2015-09-13 – 2015-09-16
  • [Presentation] Development and characterization of organic oligomer solar cells2015

    • Author(s)
      Ryo Asahi, Takeshi Yamao, Shu Hotta
    • Organizer
      第64回高分子討論会
    • Place of Presentation
      東北大学 川内キャンパス(宮城県仙台市)
    • Year and Date
      2015-09-13 – 2015-09-16
  • [Presentation] Fabrication of optical devices made of BP3T single crystals2015

    • Author(s)
      Kazuki Aoki, Takeshi Yamao, and Shu Hotta
    • Organizer
      第64回高分子討論会
    • Place of Presentation
      東北大学 川内キャンパス(宮城県仙台市)
    • Year and Date
      2015-09-13 – 2015-09-16
  • [Presentation] T4Pを用いた有機薄膜太陽電池の作製とその膜厚依存性2015

    • Author(s)
      福井謙一朗、山雄健史、堀田収
    • Organizer
      第64回高分子討論会
    • Place of Presentation
      東北大学 川内キャンパス(宮城県仙台市)
    • Year and Date
      2015-09-13 – 2015-09-16
  • [Presentation] 有機半導体TPCO単結晶の光学物性評価2015

    • Author(s)
      岩切秀陳、山雄健史、堀田収
    • Organizer
      第64回高分子討論会
    • Place of Presentation
      東北大学 川内キャンパス(宮城県仙台市)
    • Year and Date
      2015-09-13 – 2015-09-16
  • [Presentation] BP4Tを用いた有機薄膜太陽電池の作製2015

    • Author(s)
      谷口知紀、山雄健史、堀田収
    • Organizer
      第64回高分子討論会
    • Place of Presentation
      東北大学 川内キャンパス(宮城県仙台市)
    • Year and Date
      2015-09-13 – 2015-09-16
  • [Presentation] TPCO single-crystal optical devices equipped with one-dimensional diffraction gratings2015

    • Author(s)
      Kazuki Aoki, Yuki Obama, Takeshi Yamao, and Shu Hotta
    • Organizer
      2015 KJF International Conference on Organic Materials for Electronics and Photonics (KJF-ICOMEP 2015)
    • Place of Presentation
      Jeju KAL Hotel(大韓民国済州島)
    • Year and Date
      2015-09-06 – 2015-09-09
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Optical devices composed of an organic semiconductor crystal and a two-dimensional inorganic diffraction grating2015

    • Author(s)
      Takenori Kitazawa, Takeshi Yamao, and Shu Hotta
    • Organizer
      13th European Conference on Molecular Electronics (ECME2015)
    • Place of Presentation
      Campus Centre, the University of Strasbourg (Strasbourg, France)
    • Year and Date
      2015-09-01 – 2015-09-05
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Dispersion characteristics of cavity polariton in an oligomer single crystal vertical microcavity2015

    • Author(s)
      Kaname Goto, Kenichi Yamashita, Hisao Yanagi, Fumio Sasaki, Takeshi Yamao, and Shu Hotta
    • Organizer
      13th European Conference on Molecular Electronics (ECME2015)
    • Place of Presentation
      Campus Centre, the University of Strasbourg (Strasbourg, France)
    • Year and Date
      2015-09-01 – 2015-09-05
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Organic oligomer crystals for high-performance device applications2015

    • Author(s)
      Takeshi Yamao
    • Organizer
      Light Conference International Conference on Micro/Nano Optical Engineering (ICOME2015)
    • Place of Presentation
      Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics and Physics(中華人民共和国吉林省長春市)
    • Year and Date
      2015-07-07 – 2015-07-09
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Organic crystal light-emitting transistors combined with a metal oxide layer2015

    • Author(s)
      Keiji Obara, Shohei Higashihara, Takeshi Yamao, and Shu Hotta
    • Organizer
      Eighth International Conference on Molecular Electronics and Bioelectronics (M&BE8)
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀(東京都江戸川区船堀)
    • Year and Date
      2015-06-22 – 2015-06-24
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2017-01-06  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi