2014 Fiscal Year Annual Research Report
低エネルギー逆光電子分光法による有機半導体の空準位バンド分散測定
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26288007
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
吉田 弘幸 京都大学, 化学研究所, 助教 (00283664)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | バンド分散 / 有機半導体 / 低エネルギー逆光電子分光法 / 電子親和力 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、初めて有機半導体の空準位のバンド分散を観測することである。そのため、自身が開発した実験手法である低エネルギー逆光電子分光の角度分解測定ができる装置を開発する。一方で、数ミリメートルという広い範囲で分子配向のそろった角度分解測定に適した有機膜を作製する。
平成２６年度は、角度分解低エネルギー逆光電子分光装置、試料作製装置の設計・製作を行なった。製作した真空槽をターボ分子ポンプを用いて排気し、ベーキングを繰り返し、最終的にはどちらも10-8 Pa台の超高真空に到達した。この真空槽に、金属単結晶面を評価するための低速電子線回折装置や真空蒸着のための蒸着源・膜厚計などを取り付けた。今後、清浄な金属表面を出すためのスパッタ―ガン等を取り付けて、実際に試料作製を試していく。
角度分解低エネルギー逆光電子分光装置では、低速電子が地磁気により曲げられるのを防ぐため、磁気シールド真空槽を用いる。地磁気30 μT程度あるが、これを１００分の１程度まで下げられるように真空槽をパーマロイで作製した。しかし、真空槽の中心部で残留磁場を測定したところ、5 μT程度と予定よりも一桁悪いことがわかった。これを改善するべく、磁気シールドを追加したが、４μTまで改善されたものの、まだ目標値を達成していない。
装置の製作と並行して、ペンタセンやペンタセンキノンなどの分子を、清浄な高配向熱分解黒鉛（HOPG)やシリコン自然酸化膜上に製膜することを試みた。この結果、結晶性が高く、高度に配向のそろった分子膜を得ることに成功した。これらの有機薄膜について既存の低エネルギー逆光電子分光装置による測定を行ない、電子親和力が分子配向に依存することを見出し、その起源が静電分極エネルギーによるものであることを明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
真空装置の製作は順調に進んだが、低エネルギー逆光電子分光測定槽の残留磁場が目標値に達しなかった。今後のことを考慮すると、今の段階で時間をかけてでも解決しておくことが望ましいと判断し、解決に全力を挙げている。それに加えて、平成２７年度４月に代表者が異動したため、実験装置の運搬準備のため、装置の組立を途中で中断し、解体する必要があったことも、予定よりやや遅れた原因である。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の予定よりもやや遅れていること、磁場の遮蔽などに予算が予定を超過していることから、当初予定していた電子線のエネルギー分析器の取り付けを再検討する。場合によっては、エネルギー分析器の開発を断念または延期し、通常の電子銃を用いた測定を試みる。角度分解装置の設計・製作や配向膜の調製に注力し、本研究費の期限内に目標を達成するように全力をあげる。
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| Causes of Carryover |
測定槽内の残留磁場が予定より大きかったため装置の製作がやや遅れた。これに伴い、マニピュレータや試料移送機構などの製作を次年度以降に延期したため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
磁気シールドの製作、マニピュレータや試料移送機構の設計・製作を行う。これと並行して、光検出器の設計・製作を進める。
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