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2014 Fiscal Year Annual Research Report

基板を介した分子励起過程の2PPE-PEEM観測

Research Project

Project/Area Number 25600004
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

宗像 利明  大阪大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (20150873)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Keywords表面界面物性 / ナノ材料 / ルブレン / グラファイト / 光励起 / 光電子分光 / 光電子放射電子顕微鏡
Outline of Annual Research Achievements

有機薄膜と基板の界面での光励起過程は有機電子素子の機能性の理解に不可欠な素過程である。光励起では、分子内遷移が主要な経路であるが、基板-分子間相互作用が遷移に大きな寄与をする場合がある。申請者は、2光子光電子(2PPE)分光法を用いて、グラファイト(HOPG)上のルブレン(5,6,11,12tetraphenyl tetracene)薄膜での光励起への基板の非占有鏡像準位(IPS)の顕著な影響を報告したが、本研究では、光電子放射電子顕微鏡(PEEM)で共鳴励起過程を可視化することを目的とした。特定の分子軌道と基板IPSが相互作用する空間領域を明らかにした。HOPG上のルブレン分子の被覆率が1層以下の場合、励起光が4.4 eV近辺では、明るい島状構造が観測された。他の励起光では膜は均一に見え、また、1層以上の被覆率ではどの励起光でも島状構造は観測されなかった。2PPE分光では1層以下の膜で、特定の非占有準位(Lnと表記)への非常に強い共鳴励起が4.4 eVの励起光で観測されたが、この共鳴励起が膜の特定の島部分でのみ起こることが明らかになった。Ln共鳴の起こる島の周りは、PEEM像の明るさから、1層膜である。2PPE分光では基板上のIPSが観測されるが、PEEM像と比較すると、裸の基板は共鳴の起こる島の中に存在する。強い共鳴は、分子のLn軌道と基板のIPSが混成することで起こることが確認された。Ln軌道は、2PPEの偏光依存性と量子化学計算からルブレンの4つのフェニル基を囲む、空間的に大きく広がった分子軌道である(Superatom Molecular Orbital (SAMO))。ルブレンのナノ集合体と基板が共存場所では、対称性の高いSAMOとIPSが相互作用して強い共鳴を起こす。島は欠陥であり、有機薄膜での光励起に欠陥が大きな役割を果たすことを示すことができた。

  • Research Products

    (22 results)

All 2015 2014 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (17 results) (of which Invited: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Decay of the Exciton in Quaterthiophene-Terminated Alkanethiolate2015

    • Author(s)
      H. Kato, Y. Murakami, Y. Kiriyama, R. Saito, T. Ueba, T. Yamada, Y. Ie, Y. Aso, T. Munakata
    • Journal Title

      J. Phys. Chem. C

      Volume: 119 Pages: 7400-7407

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.5b02105

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Microspot two-photon photoemission spectroscopy for CuPc film on HOPG2015

    • Author(s)
      T. Yamada, R. Yamamoto, and T. Munakata
    • Journal Title

      J. Electron Spectrosc. Rel Phenom.

      Volume: 未定 Pages: 未定

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] The complex polymorphism and thermodynamic behavior of a seemingly simple system: naphthalene on Cu(111)2014

    • Author(s)
      R. Forker, J. Peuker, M. Meissner, F. Sojka, T. Ueba, T. Yamada, H. Kato, T. Munakata, T. Fritz
    • Journal Title

      Langmuir

      Volume: 30 Pages: 14163-14170

    • DOI

      10.1021/la503146w

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 有機薄膜の非占有準位と2光子光電子分光2014

    • Author(s)
      宗像利明
    • Journal Title

      分光研究

      Volume: 63 Pages: 144-154

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 2光子光電子分光によるRubrene/Au(111)の非占有準位の測定2015

    • Author(s)
      西村史也、上羽貴大、國枝省吾、山田剛司、加藤浩之、宗像利明
    • Organizer
      日本化学会第95春季年会
    • Place of Presentation
      日本大学理工学部船橋キャンパス/薬学部(千葉県)
    • Year and Date
      2015-03-26 – 2015-03-29
  • [Presentation] ルブレン/グラファイト界面における共鳴励起と局所電子状態2015

    • Author(s)
      山田剛司、渡辺悠、木下真梨子、上羽貴大、加藤浩之、宗像利明
    • Organizer
      日本物理学会第70回年次大会
    • Place of Presentation
      早稲田大学 早稲田キャンパス(東京都)
    • Year and Date
      2015-03-21 – 2015-03-24
  • [Presentation] 有機薄膜での電子励起と緩和過程2015

    • Author(s)
      宗像利明
    • Organizer
      日本物理学会第70回年次大会
    • Place of Presentation
      早稲田大学 早稲田キャンパス(東京都)
    • Year and Date
      2015-03-21 – 2015-03-24
    • Invited
  • [Presentation] 2光子光電子分光によるグラファイト基板上ルブレン薄膜の電子励起・緩和ダイナミクス2014

    • Author(s)
      上羽貴大、寺脇理恵、山田剛司、加藤浩之、宗像利明
    • Organizer
      表面・界面スペクトロスコピー2014
    • Place of Presentation
      関西セミナーハウス(京都府)
    • Year and Date
      2014-12-05 – 2014-12-06
  • [Presentation] 2光子光電子分光によるRubrene/Au(111)の非占有準位の測定2014

    • Author(s)
      西村史也、上羽貴大、國枝省吾、山田剛司、加藤浩之、宗像利明
    • Organizer
      表面・界面スペクトロスコピー2014
    • Place of Presentation
      関西セミナーハウス(京都府)
    • Year and Date
      2014-12-05 – 2014-12-06
  • [Presentation] チオフェン誘導体単分子膜中の脱励起過程における金属基板の影響2014

    • Author(s)
      村上 吉成、桐山 貴旭、 斎藤 理世、上羽 貴大、山田 剛司、加藤 浩之、 宗像 利明
    • Organizer
      関西薄膜・表面物理セミナー
    • Place of Presentation
      グリーンビレッジ交野(大阪府)
    • Year and Date
      2014-11-28 – 2014-11-29
  • [Presentation] 2PPE-PEEM for Rubrene Film on HOPG2014

    • Author(s)
      T. Munakata
    • Organizer
      SpectroNanoscopy Workshop2014
    • Place of Presentation
      BlueOne Resort(Korea)
    • Year and Date
      2014-11-26 – 2014-11-28
    • Invited
  • [Presentation] フタロシアニン薄膜の ナノスケール構造と非占有電子状態2014

    • Author(s)
      山田 剛司、河北 徳明、奥井千亜紀、渡辺 悠、加藤 浩之、宗像 利明
    • Organizer
      第34回表面科学学術講演会
    • Place of Presentation
      島根県立産業交流会館(島根県)
    • Year and Date
      2014-11-06 – 2014-11-08
  • [Presentation] Spectroscopic Investigation of Unoccupied States in Nano- and Macroscopic Scale: A Combined STM and 2PPE study2014

    • Author(s)
      T. Yamada, M. Isobe, M. Shibuta, H. S. Kato, and T. Munakata
    • Organizer
      ISSS-7
    • Place of Presentation
      島根県立産業交流会館(島根県)
    • Year and Date
      2014-11-03 – 2014-11-06
  • [Presentation] Deexcitation Process in Quaterthiophene Derivative Self-Assembled Monolayers on Gold2014

    • Author(s)
      Y. Murakami, Y. Kiriyama, R. Saitoh, T. Ueba, T. Yamada, H. S.Kato, and T. Munakata
    • Organizer
      ISSS-7
    • Place of Presentation
      島根県立産業交流会館(島根県)
    • Year and Date
      2014-11-03 – 2014-11-06
  • [Presentation] クアテルチオフェン誘導体単分子膜における距離依存脱励起過程2014

    • Author(s)
      村上吉成, 桐山貴旭, 斎藤理世, 上羽貴大,山田剛司, 加藤浩之, 宗像利明
    • Organizer
      第8回分子科学討論会2014
    • Place of Presentation
      東広島、 広島大学 東広島キャンパス (広島県)
    • Year and Date
      2014-09-21 – 2014-09-24
  • [Presentation] フタロシアニン薄膜のナノスケール構造と非占有電子状態2014

    • Author(s)
      山田 剛司、河北 徳明、渡辺 悠、加藤 浩之、宗像 利明
    • Organizer
      第8回分子科学討論会2014
    • Place of Presentation
      東広島、 広島大学 東広島キャンパス (広島県)
    • Year and Date
      2014-09-21 – 2014-09-24
  • [Presentation] Electron Dynamics at Rubrene/Graphite Interface Studied by Two-Photon2014

    • Author(s)
      T. UEBA, R. TERAWAKI, T. YAMADA, H. S. KATO and T. MUNAKATA
    • Organizer
      ECOSS 30
    • Place of Presentation
      Kervansaray Lara Convention Center(トルコ アンタルヤ )
    • Year and Date
      2014-08-30 – 2014-09-06
  • [Presentation] 二光子光電子分光法によるオリゴチオフェン誘導体単分子膜中の電子励起状態と膜構造の観測2014

    • Author(s)
      村上吉成、桐山貴旭、斎藤理世、上羽貴大、山田剛司、加藤浩之、宗像利明
    • Organizer
      第9回有機デバイス院生研究会
    • Place of Presentation
      九州大学伊都キャンパス稲盛財団記念館(福岡県)
    • Year and Date
      2014-06-18 – 2014-06-20
  • [Presentation] ルブレン薄膜/ 基板界面における電子励起過程2014

    • Author(s)
      上羽貴大, 西村史也, 國枝省吾, 渡辺悠, 坂上このみ, 寺脇理恵, 山田剛司, 加藤浩之, 宗像利明
    • Organizer
      第9回有機デバイス院生研究会
    • Place of Presentation
      九州大学伊都キャンパス稲盛財団記念館(福岡県)
    • Year and Date
      2014-06-18 – 2014-06-20
  • [Presentation] PbPc/HOPGにおける相変化と非占有準位の相関2014

    • Author(s)
      河北徳明、渡辺悠、山田剛司、加藤浩之、宗像利明
    • Organizer
      第9回有機デバイス院生研究会
    • Place of Presentation
      九州大学伊都キャンパス稲盛財団記念館(福岡県)
    • Year and Date
      2014-06-18 – 2014-06-20
  • [Presentation] Superatom molecular orbital of rubrene causing image state mediated excitaiton2014

    • Author(s)
      T. Ueba, T. Yamada, H. S. Kato, T. Munakata
    • Organizer
      ASOMEA-VII
    • Place of Presentation
      Lund, Sweden
    • Year and Date
      2014-06-09 – 2014-06-11
  • [Remarks] 表面化学研究室

    • URL

      http://www.ch.wani.osaka-u.ac.jp/lab/munakata/index-jp.html

URL: 

Published: 2016-06-01  

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