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配位高分子と酸化物からなる階層的多孔性薄膜の開発と応用

研究課題

研究課題/領域番号 14F04340
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 機能物性化学
研究機関京都大学

研究代表者

北川 宏  京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (90234244)

研究分担者 DAI ZHENGFEI  京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
DAI Zhengfei  京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2015年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2014年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
キーワード金属錯体化学 / 無機固体化学 / ナノ化学
研究実績の概要

配位高分子と酸化物からなる階層的多孔性薄膜の開発と応用について、多孔性配位高分子(PCP)を用いた階層的薄膜の創製とそれを用いたデバイスやセンサー等への応用に向けた基礎研究を行った。具体的には、PCP薄膜をシリコン基板上に製膜して電界効果トランジスタ(FET)を作製し、その動作特性を評価した。本研究では、PCP薄膜をFETに利用する方法として、以下の2つの方法を考案し実験を行った。①PCPを活性層に使用しPCPの伝導性を外部電場で制御する。②PCPをゲート絶縁膜として使用する。
ZIF-8と呼ばれるPCP の薄膜をシリコン基板上に作製した。ただし、①の場合には表面にシリコン酸化膜をもつ基板を用いた。X線回折測定およびAFM測定により薄膜の構造や表面の粗さを調べ、各種分光測定により、薄膜の電子状態を調べた。また、②の場合には、PCP薄膜の上に有機半導体の薄膜をスピンコート法により作製した。
①については、シリコン酸化膜を用いてZIF-8薄膜へのキャリア注入を試みたが、ゲート電圧を印加しても伝導性にほとんど変化が現れなかった。一方、②ではZIF-8薄膜をゲート絶縁層として使用し、P3HT-PCBM薄膜のFET動作を調べた。ZIF-8絶縁膜を用いた有機FETは、ambipolarなFET挙動を示し、特にPチャネル型FETとして優れた特性を示すことが分かった。また、ZIF-8薄膜の膜厚を調節することにより閾電圧やON/OFF 比などのFET特性を制御できることが分かった。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Monodispersed Nb2O5 Microspheres: Facile Synthesis, Air/Water Interfacial Self-Assembly, Nb2O5-Based Composite Films, and Their Selective NO2 Sensing2015

    • 著者名/発表者名
      Z. F. Dai, H. Dai, Y. Zhou, D. L. Liu, G. T. Duan, W. P. Cai, Y. Li
    • 雑誌名

      Advanced Materials Interfaces

      巻: 2 号: 11

    • DOI

      10.1002/admi.201500167

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Micro/Nano Gas Sensors: A New Strategy Towards In-Situ Wafer-Level Fabrication of High-Performance Gas Sensing Chips2015

    • 著者名/発表者名
      L. Xu, Z. F. Dai, G. T. Duan, L.F. Guo, Y. Wang, H. Zhou, Y. X. Liu, W. P. Cai, Y. L. Wang, T. Li
    • 雑誌名

      Sci. Rep.

      巻: 5 号: 1

    • DOI

      10.1038/srep10507

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Structural Design and Electronic Properties of Halogen-Bridged Mixed-Valence Ladder Systems with Even Numbers of Legs.2014

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Otsubo and Hiroshi Kitagawa
    • 雑誌名

      CrystEngComm,

      巻: 16 号: 28 ページ: 6277-6286

    • DOI

      10.1039/c4ce00634h

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Air/Liquid Self-assembly: An Elegant Way for Metal Oxide Nanoscale Heterostructures with Highly Selective Gas Sensing2015

    • 著者名/発表者名
      Zhengfei DAI
    • 学会等名
      6th Asian Conference on Colloid and Interface Science (ACCIS 2015)
    • 発表場所
      Sasebo, Japan
    • 年月日
      2015-11-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 水素圧力下in situ固体NMR測定によるPdナノ粒子の水素吸蔵に関する研究2015

    • 著者名/発表者名
      出倉駿(京大院理)、小林浩和、池田龍一、前里光彦、久保田佳基、北川宏
    • 学会等名
      日本化学会第95春季年会
    • 発表場所
      日本大学 船橋キャンパス
    • 年月日
      2015-03-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2015-01-22   更新日: 2024-03-26  

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