2013 Fiscal Year Research-status Report
バルク磁石のモーゼ効果による有機半導体薄膜の結晶成長制御
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25600082
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
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| Research Institution | Iwate University |
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Principal Investigator |
吉本 則之 岩手大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80250637)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 結晶成長 / 有機半導体 / バルク超伝導体 / 磁気応用 |
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| Research Abstract |
超伝導バルク磁石上に、温度および雰囲気ガスを制御された薄膜結晶育成セルを設置し、磁場中で有機半導体
薄膜の育成を行った。結晶成長セルは恒温水を循環することによって温度を一定に保ち、Ｏリングによって密封して雰囲気制御を可能とした。キャリアガスとしてアルゴンガスを用い、ガスの流量によって溶媒の蒸発量を制御した。ガラス基板に撥水性の表面処理を施すことによって基板上の液滴所定の位置に配置した。表面処理は，OTS(octadecylsilane)などの自己組織化単分子膜を紫外線照射でパターンニングする場合とインクジェット法による場合の両方を実施した。成長セルの上部はガラス製であり、顕微鏡による結晶成長のその場観察を行った。磁気力に伴うモーゼ効果によって有機半導体結晶の核形成の位置を所定の場所に限定し、セル全体を水平方向に移動することによって結晶の成長方向を制御した。有機半導体多結晶を一方向に成長させることよって結晶粒が淘汰され単結晶化する。成長温度、溶液濃度、キャリアガス流量などの結晶育成条件と結晶品質との関係を明らかにし、最適な成長条件を見出すこと試みた。磁場中で作製した薄膜の配向性の評価はＸ線回折実験によって行った。薄膜用Ｘ線回折装置(Rigaku ATX-G)によって膜厚方向と面内の配向性をそれぞれ評価した。
有機デバイスとして、有機トランジスタを作製し、結晶性とデバイス特性、耐久性の関係を調べた。有機トランジスタはボトムゲート、ボトムコンタクト型として金電極を配位置しいキャリア移動度特性と耐久性を評価した。
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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
磁場を使った有機半導体薄膜の成長セルを作製し，磁場中での薄膜の作製と作製した膜の評価，膜を使ったデバイスの作製と評価を行った。また，自己組織化単分子膜を使った基板上の液滴の形状の制御にも取り組み，接触角のシミュレーションや溶解度パラメータに基づく材料の選定を行った。
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| Strategy for Future Research Activity |
２６年度は２５年度に引き続き磁場中での成膜制御実験を行う。キャリアガス流量の精密制御により溶液濃度
の制御を行い、結晶成長速度を一定に保つ成膜条件を見出す。また、インクジェット法による撥水パターンを駆
使し多数の液滴の同時制御に挑む。結晶評価については、Ｘ線を用いた有機薄膜評価技術の開発に取り組む。有機デバイスの作製については、引き続き有機トランジスタを作製し，成膜条件と結晶の品質，さらにデバイス特性との関係の解明に努める。
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[Journal Article] Crystal structure of oligothiophene thin films characterized by two-dimensional grazing incidence X-ray diffraction2014
Author(s)
Watanabe, T., Koganezawa, T., Kikuchi, M., Videlot-Ackermann, C., Ackermann, J., Brisset, H., Hirosawa, I., Yoshimoto, N.
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Journal Title
Japanese Journal of Applied Physics
Volume: 53
Pages: 01AD01
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Characterization of aryl-functionalized 2,4,6-tris(2-thienyl)-1,3,5- triazine thin films and their application to organic field-effect transistors2014
Author(s)
Hosokai, T., Muraoka, H., Mori, M., Kurihara, R., Ogawa, S., Yoshimoto, N.
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Journal Title
Japanese Journal of Applied Physics
Volume: 53
Pages: 01AB15
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Electronic properties and field-effect transistors of oligomers end-capped with benzofuran moieties2013
Author(s)
Mallet, C., Didane, Y., Watanabe, T., Yoshimoto, N., Allain, M., Videlot-Ackermann, C., and Frere, P.
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Journal Title
ChemPlusChem
Volume: 78
Pages: 459 - 466
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Synthesis and properties of thieno[3,2-b]thiophene derivatives for application of OFET active layer2013
Author(s)
Ito, H., Yamamoto, T., Yoshimoto, N., Tsushima, N., Muraoka, H., Ogawa, S.
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Journal Title
Heteroatom Chemistry
Volume: 24
Pages: 25 - 35
DOI
Peer Reviewed
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