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有機複合材料の自己組織化構造の分子レベル観察に基づく機能創成

研究課題

研究課題/領域番号 15J05607
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
研究機関筑波大学

研究代表者

長谷川 友里  筑波大学, 数理物質科学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
2017年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2016年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2015年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワード有機半導体薄膜 / 自己組織化構造 / 走査プローブ顕微鏡 / 表面 / 薄膜 / 有機分子 / 自己組織化 / 表面科学
研究実績の概要

本研究は,ドーパントとなる異種原子や分子を添加した有機半導体分子膜における分子レベルの自己組織化構造が,有機分子薄膜の巨視的な物性に及ぼす影響を解明することを目的とした.これを明らかにすることで,新規機能性薄膜材料の創成に貢献することを目指す.有機半導体分子膜は軽薄化や大面積化が可能であり,既存の無機半導体薄膜では実現し難い機能を得られる.ドーピングをはじめとする有機半導体分子膜の巨視的な物性の制御には,分子レベルで分子配列構造を制御することが重要となるが,ドーパントの添加された有機複合薄膜の構造は非常に複雑であり,分子配列構造と巨視的物性との相関はまだ十分に理解されていない.そこで本研究では,構造の均一な有機半導体分子膜を作製し,そこへドーパントを添加することで構造のよく定義された有機複合薄膜を作製することを試みた.前年度までに,有機FET分子(PiceneやDNTT)および有機EL分子(熱活性型遅延蛍光(TADF)分子)の高配向分子膜を実現し,その電子状態を,光電子分光法を用いて調べた.
最終年度となる本年度においては,前年度までに得られた2種類の高配向有機分子薄膜をベースとし研究を進めた.1.高配向有機Picene分子膜においては,角度分解光電子分光スペクトルの詳細な解析により,piceneの単結晶と同程度のバンド分散が形成されていることを示した.2.高配向TADF分子膜においては,単結晶金属表面に加え,ガラス基板上でも,低速蒸着することで非常に均一な結晶性の単分子膜が得られることを見出した.さらに,作製した薄膜の光取り出し効率が高いことを示した.以上のように分子配列と巨視的な物性との相関を示した.一方,作製した分子膜へドーパントの添加した際,構造の均一な薄膜を得るには至らず,これは今後の課題として残された.

現在までの達成度 (段落)

29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

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 5件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] DIPC/CFM(スペイン)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Well-Ordered 4CzIPN ((4s,6s)-2,4,5,6-tetra(9Hcarbazol-9- Yl)isophthalonitrile) Layers: Molecular Orientation, Electronic Structure, and Angular Distribution of Photoluminescence2018

    • 著者名/発表者名
      Hasegawa, Yuri; Yamada, Yoichi; Sasaki, Masahiro; Hosokai, Takuya; Nakanotani, Hajime; Adachi, Chihaya;
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. Lett

      巻: 9 号: 4 ページ: 853-867

    • DOI

      10.1021/acs.jpclett.7b03232

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Well-ordered films of disk-shaped thermally activated delayed fluorescence (TADF) molecules2018

    • 著者名/発表者名
      Hasegawa, Yuri; Minami, Hayato; Kanada, Satoru; Yamada, Yoichi; Sasaki, Masahiro; Hosokai, Takuya; Nakanotani, Hajime; Adachi, Chihaya
    • 雑誌名

      J. Photon Energy

      巻: 8 号: 03 ページ: 032110-032110

    • DOI

      10.1117/1.jpe.8.032110

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 3.高配向DNTTおよびPicene分子膜の電子状態2018

    • 著者名/発表者名
      長谷川友里,山田洋一,佐々木正洋
    • 雑誌名

      表面と真空

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Overlapping of Frontier Orbitals in Well-Defined DNTT and Picene Monolayers2016

    • 著者名/発表者名
      Yuri Hasegawa, Yoichi Yamada, Takuya Hosokai, Yutaka Wakayama, Koswattage Rasika, Masahiro Yano and Masahiro Sasaki
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. C

      巻: 120 号: 38 ページ: 21536-21542

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.6b06838

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 高配向4CzIPN分子膜の分子配列,電子状態,およびPL角度依存性2018

    • 著者名/発表者名
      長谷川友里、南颯斗,金田悟,山田洋一、細貝拓也、佐々木正洋、中野谷一、安達千波矢
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 高配向TADF分子膜の分子レベル構造と電子状態2017

    • 著者名/発表者名
      長谷川友里,南颯人,山田洋一,佐々木正洋,細貝拓也,中野谷一,安達千波矢,Enrique Ortega
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県、横浜市)
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Band structure of highly ordered Picene and DNTT thin film on Ag(110)2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Hasegawa, Y. Yamada, M. Sasaki
    • 学会等名
      The 8th International Symposium on Surface Science
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Perfectly ordered TADF monolayer on single crystal surface2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Hasegawa, Y. Yamada, M. Sasaki
    • 学会等名
      2nd International TADF Workshop
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高配向TADF分子膜の分子レベル構造計測2017

    • 著者名/発表者名
      長谷川友里,山田洋一、細貝拓也、佐々木正洋、中野谷一、安達千波矢
    • 学会等名
      高分子学会関東支部 茨城地区 「若手の会」
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 高配向TADF分子膜の分子レベル構造計測2017

    • 著者名/発表者名
      長谷川友里、南颯斗,金田悟,山田洋一、細貝拓也、佐々木正洋、中野谷一、安達千波矢
    • 学会等名
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 高配向PiceneおよびDNTT分子膜の電子状態2017

    • 著者名/発表者名
      長谷川友里,山田洋一,佐々木正洋
    • 学会等名
      第34回表面科学学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Change of Electronic State of Frontier Orbitals Induced by Structural Transition of DNTT and Picene Monolayers2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Hasegawa, Y. Yamada, T. Hosokai, Y. Wakayama, M. Sasaki
    • 学会等名
      32nd European Conference on Surface Science
    • 発表場所
      ALEXPO(Grenoble, France)
    • 年月日
      2016-08-23
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 各種基板上のDNTT分子膜の分子レベルの構造2016

    • 著者名/発表者名
      長谷川友里
    • 学会等名
      第11回有機デバイス院生研究会
    • 発表場所
      千葉大学(千葉県、千葉市)
    • 年月日
      2016-07-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Ag(110) 上 DNTT分子層の積層過程の分子レベル構造計測2016

    • 著者名/発表者名
      長谷川友里, 山田洋一, 佐々木正洋, 細貝拓也, 若山裕
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東工大大岡山キャンパス(東京都目黒区)
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Modification of electronic state of DNTT and picene monolayers on Au(111) surface by controlling the molecular arrangement2015

    • 著者名/発表者名
      Yuri. H, Y. Yamada, T. Hosokai, Y. Wakayama, M. Sasaki
    • 学会等名
      3rd Work Shop on Physics in Organic Optoelectronics
    • 発表場所
      分子科学研究所岡崎コンファレンスセンター(愛知県東岡崎市)
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 分子レベル構造制御によるAu(111)上DNTT 単分子膜の電子状態の変調2015

    • 著者名/発表者名
      長谷川友里, 山田洋一, 佐々木正洋, 細貝拓也, 若山裕
    • 学会等名
      第6回真空・表面若手研究会
    • 発表場所
      物質材料科学研究所千現地区(茨城県つくば市)
    • 年月日
      2015-12-04
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 分子レベル構造制御によるAu(111)上DNTT 単分子膜の電子状態変調2015

    • 著者名/発表者名
      長谷川友里, 山田洋一, 佐々木正洋, 細貝拓也, 若山裕
    • 学会等名
      2015年真空・表面科学合同公演会
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県つくば市)
    • 年月日
      2015-12-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 分子レベルの構造制御によるAu(111)上DNTTT単分子膜の電子状態の変調2015

    • 著者名/発表者名
      長谷川友里, 山田洋一, 佐々木正洋, 細貝拓也, 若山裕
    • 学会等名
      UVSORシンポジウム2015
    • 発表場所
      分子科学研究所岡崎コンファレンスセンター(愛知県東岡崎市)
    • 年月日
      2015-11-06
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 分子レベルの構造制御による有機半導体フロンティア軌道変調2015

    • 著者名/発表者名
      長谷川友里, 山田洋一, 佐々木正洋, 細貝拓也, 若山裕
    • 学会等名
      第30回高分子学会関東支部茨城地区若手の会交流会
    • 発表場所
      つくばセミナーハウス(茨城県つくば市)
    • 年月日
      2015-10-30
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 分子レベル構造制御によるAu(111)上DNTT 単分子膜の電子状態変調2015

    • 著者名/発表者名
      長谷川友里, 山田洋一, 佐々木正洋, 細貝拓也, 若山裕
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2015-09-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Coverage-dependent Molecular Packing and Electronic Structure of DNTT and Picene Monolayers on Au(111)2015

    • 著者名/発表者名
      Yuri. H, Y. Yamada, T. Hosokai, Y. Wakayama, M. Sasaki
    • 学会等名
      European Conference On Surface Science 31
    • 発表場所
      Barcelona, Spain
    • 年月日
      2015-09-03
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] DNTTおよびPicene単分子膜の分子レベル構造と電子状態2015

    • 著者名/発表者名
      長谷川友里, 山田洋一, 佐々木正洋, 細貝拓也, 若山裕
    • 学会等名
      第10回有機デバイス院生研究会
    • 発表場所
      大阪大学産総研(大阪府茨木市)
    • 年月日
      2015-07-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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