• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

有機半導体薄膜におけるTHz光電物性の探索とTHzイメージング素子への応用

研究課題

研究課題/領域番号 11J56142
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 薄膜・表面界面物性
研究機関千葉大学

研究代表者

李 世光  千葉大学, 大学院・工学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2011 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
2012年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2011年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワード有機薄膜トランジスタ(OTFT) / Drude-Lorentzモデル / THzセンサ / ポテンシャルゆらぎ / グラフォエピタキシー / ポテンシャル障壁
研究概要

本研究の目的、OFETを利用したTHzセンサの検出原理は、(1)ポテンシャルゆらぎの谷底に緩く束縛されているホールにTHz波を照射する。すると、ホールはTHzフォトンからエネルギーを受けてキャリア障壁を乗り越える。(2)ペンタセンOFETのソース・ドレイン間の電界により、THz照射で乗り越えたホールがドリフトし、出力電流の増加として検出される。という2つの過程に分けることができる。
今年度は、(1)の段階として、有機半導体中のチャネル部に誘起されたキャリアによるTHz帯吸収スペクトルを詳しく調べる研究を完成させた。
(1)の段階結果について、OFETの有機層中に電界誘起された自由ホールによる明確なTHz帯吸収スペクトルを得ることに世界で初めて成功している。得られたスペクトルの形状は、測定された0.2~2.0THzの範囲においてフォトンエネルギーが増加するに従って緩やかに増加しており、単純なDrude-Lorentzモデルでは説明が付かない。このようなスペクトル解析によってOFET中の自由キャリアがおかれたポテンシャル環境を調べることができるという点で、新たな物性評価手段としても興味深い結果である。さらに、THz波の総吸収量が電界効果移動度によらずOFET中の自由キャリア量に比例することも示した。この結果は、OFETチャネル部に誘起されたキャリアが確実にTHzフォトンのエネルギーを吸収していることを表すものである。
これらの成果に関して、原著論文1報の他、国際会議でも積極的に発表しており、十分な成果であると認められる。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

研究成果に関して、国際会議発表あるいは論文投稿に至るだけの結果を得た。

今後の研究の推進方策

今回実証したTHzセンサの検出原理(1)OFETの有機層中に電界誘起された自由ホールによる明確なTHz帯吸収スペクトルを得る結果に続いて、現在、THzセンサの検出原理(2)の過程であるTHz波照射によるOFETの出力電流の変化を確認する実験を始めており、今後、OFET型THzセンサの実現に向けてさらに研究を進めてゆく。

報告書

(2件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (9件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] THz-wave absorption by field-induced carriers in pentacene thin-film transistors for THz imaging sensors2013

    • 著者名/発表者名
      Shi-Gguang Li, Ryosuke Matsubara, Toshio Matsusue, Masatoshi Sakai, Kazuhiro Kudo, and Masakazu Nakamura
    • 雑誌名

      Organic Electronics

      巻: 14 ページ: 1157-1162

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ベンタセン中に電界効果ドーピングされたキャリアによるTHz波吸収2012

    • 著者名/発表者名
      李世光、松末俊夫、吉岡勇多、松原亮介、酒井正俊、工藤一浩、中村雅一
    • 雑誌名

      信学技報

      巻: vol. 112, no. 57 ページ: 41-44

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [雑誌論文] グラフォエピタキシーにより面内配向制御されたペンタセンFETを利用したTHz波センサの検討2012

    • 著者名/発表者名
      吉岡勇多、杢世光、上田智也、松原亮介、中村雅一
    • 雑誌名

      信学技報

      巻: vol. 112, no. 304 ページ: 43-47

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [雑誌論文] Orientational control of pentacene crystals on SiO_2 by graphoepitaxy to improve lateral carrier transport2012

    • 著者名/発表者名
      Shi-Guang Li, Naoki Nakayama, Masatoshi Sakai, Kazuhiro Kudo, Ryosuke Matsubara, Masakazu Nakamura
    • 雑誌名

      Organic Electronics

      巻: 13 号: 5 ページ: 864-869

    • DOI

      10.1016/j.orgel.2012.01.027

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] THz Absorption by Field-Induced Carriers in Pentacene OFETs2013

    • 著者名/発表者名
      Shi-Guane LI, Yuta Yoshioka, Tomoya Ueda, Ryosuke Matsubara, Masatoshi Sakai, Kazuhiro Kudo and Masakazu Nakamura
    • 学会等名
      Seventh International Conference on Molecular Electronics and Bioelectronics (M&BE7)
    • 発表場所
      Fukuoka, Japan
    • 年月日
      2013-03-19
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] THz-band Absorption by the Accumulated Carriers in Pentacene OFETs2012

    • 著者名/発表者名
      Shi-Guans Li, Toshio Matsusue, Yuta Yoshioka, Ryosuke Matsubara, Masatoshi Sakai, Kazuhiro Kudo and Masakazu Nakamura
    • 学会等名
      2012 MRS Fall Meeting & Exhibit, Hynes Convention Center
    • 発表場所
      Hynes Convention Center, Boston, USA
    • 年月日
      2012-11-28
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] THz-Wave Absorption by Field-induced Carriers in Pentacene OF ETs2012

    • 著者名/発表者名
      Shi-Guaner Li. Tomoya Ueda, Yuta Yoshioka, Ryosuke Matsubara, Masatoshi Sakai, Kazuhiro Kudo and Masakazu Nakamura
    • 学会等名
      International Symposium on Green Photonics for Photon-Harvesting Materials and Reactions
    • 発表場所
      Ikoma, Japan
    • 年月日
      2012-11-16
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] OFET構造を利用したTHz波センサの基礎検討 : ベンタセンFET中に誘起されたキャリアによるTHz帯吸収2012

    • 著者名/発表者名
      李世光, 吉岡勇多, 松末俊夫, 松原亮介, 酒井正俊, 工藤一浩, 中村雅一
    • 学会等名
      第73回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      愛媛大学.松山大学
    • 年月日
      2012-09-14
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] グラフォエピタキシーによるペンタセン多結晶薄膜の配向制御とキャリア輸送障壁の抑制効果2012

    • 著者名/発表者名
      李世光, 中山直樹, 酒井正俊, 工藤一浩, 松原亮介, 中村雅一
    • 学会等名
      第59回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      早稲大学
    • 年月日
      2012-03-15
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Orientational Control of Pentacene Crystals on SiO_2 Using Graphoepitaxy2011

    • 著者名/発表者名
      Shi-Guang Li, Naoki Nakayama, Masatoshi Sakai, Kazuhiro Kudo, Ryosuke Matsubara, Masakazu Nakamura
    • 学会等名
      Eighth Thin Film Materials and Devices Meeting
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      2011-11-05
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ペンタセンFETにおけるTHz波吸収のゲート電界変調2011

    • 著者名/発表者名
      李世光, 松末俊夫, 酒井正俊, 工藤一浩, 中村雅一
    • 学会等名
      第72回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      山形大学
    • 年月日
      2011-08-31
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Modulation of THz Absorption in Pentacene FETs by Gate Electric Field2011

    • 著者名/発表者名
      Shi-Guang Li, Masatohi Sakai, Kazuhiro Kudo, Masakazu Nakamura
    • 学会等名
      Sixth International Conference on Molecular Electronics and Bioelectronics
    • 発表場所
      Sendai International Center, Miyagi, Japan
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] THz Absorption by Electric-Field-Induced Carriers in Pentacene FETs2011

    • 著者名/発表者名
      Shi-Guang Li, Toshio Matsusue, Masatoshi Sakai, Kazuhiro Kudo, Ryosuke Matsubara, Masakazu Nakamura
    • 学会等名
      2011 MRS Fall Meeting & Exhibit
    • 発表場所
      Hynes Convention Center, Boston, USA
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.gcoe.tf.chiba-u.jp/

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.gcoe.tf.chiba-u.jp/

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

URL: 

公開日: 2011-12-12   更新日: 2024-03-26  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi