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有機半導体結晶における自由キャリア観測によるバンド伝導性の検証

研究課題

研究課題/領域番号 15K05129
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 物性Ⅰ
研究機関和歌山大学

研究代表者

秋元 郁子  和歌山大学, システム工学部, 准教授 (00314055)

研究分担者 中 暢子  京都大学, 理学研究科, 准教授 (10292830)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2017年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2016年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2015年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワード有機半導体 / 無機半導体 / 光キャリア / 伝導機構 / サイクロトロン共鳴
研究成果の概要

本研究では、高易動度を示す有機半導体においてバンド伝導性を裏付けることを目的とし、光注入した自由キャリアの伝導物性を無機半導体と対比的に研究した。ルブレン結晶での光キャリア注入機構を、励起子発光と光キャリアの反相関に基づき、電場印加による励起子解離と正孔伝導によると同定した。一方無機IV族半導体では、励起子とバンド間遷移による二つの光キャリア生成ルートを見いだした。ルブレン結晶で二光子励起法により注入した光キャリアについてサイクロトロン共鳴測定を実施し、2.5 Kで有効質量0.23 m0を示すスペクトルを得た。しかし、不可解な温度依存性や角度依存性を示したため、有効質量の断定には至らなかった。

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 9件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Two optical routes of cold carrier injection in silicon revealed by time-resolved excitation spectroscopy2017

    • 著者名/発表者名
      Ikuko Akimoto, Nobuko Naka
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: in press

    • NAID

      210000135868

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Excitons and fundamental transport properties of diamond under photo-injection (Feature Article)2016

    • 著者名/発表者名
      N. Naka, H. Morimoto, and I. Akimoto
    • 雑誌名

      Physica Status Solidi (a)

      巻: 213 号: 10 ページ: 2551-2563

    • DOI

      10.1002/pssa.201600237

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Time-resolved cyclotron resonance on dislocation-free HPHT diamond2015

    • 著者名/発表者名
      I. Akimoto, N. Naka, N. Tokuda
    • 雑誌名

      Diamond & Related Materials

      巻: 63 ページ: 38-42

    • DOI

      10.1016/j.diamond.2015.08.013

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 高純度ダイヤモンド結晶における光キャリア生成経路の温度依存性2018

    • 著者名/発表者名
      濵端沙耶香,秋元郁子,中暢子
    • 学会等名
      日本物理学会 第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Time-resolved spectroscopy on intrinsic diamond for reassessment of the exciton binding energy2018

    • 著者名/発表者名
      N. Naka, S. Hamabata, K. Konishi, J. H. Kaneko, I. Akimoto
    • 学会等名
      Hasselt Diamond Workshop 2018 - SBDD XXIII 2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Enhanced mobility of excitons under inelastic phonon scattering in intrinsic diamond2018

    • 著者名/発表者名
      K. Konishi, I. Akimoto, H. Matsuoka, Ian. Friel, J. Isberg, N. Naka
    • 学会等名
      Hasselt Diamond Workshop 2018 - SBDD XXIII 2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Photocarrier injection by two photon excitation in rubrene single crystal2018

    • 著者名/発表者名
      Kenta Goto, Toshinobu Takayama, Keizo Ohata, and Ikuko Akimoto
    • 学会等名
      EXCON2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of the exciton effective mass in intrinsic diamond2018

    • 著者名/発表者名
      S. Hamabata, I. Akimoto, N. Naka
    • 学会等名
      EXCON2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Optical injection of valley-polarized electrons in group-IV semiconductors2018

    • 著者名/発表者名
      Nobuko Naka and Ikuko Akimoto
    • 学会等名
      EXCON2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 高純度シリコン結晶におけるバレー選択的光キャリア生成2017

    • 著者名/発表者名
      秋元郁子、中暢子
    • 学会等名
      日本物理学会 第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Enhanced electron mobility in intrinsic diamond at cryogenic temperatures2017

    • 著者名/発表者名
      N. Naka, I. Akimoto, T. Shimomura, Ian Friel, and J. Isberg
    • 学会等名
      Hasselt Diamond Workshop 2017 - SBDD XXII
    • 発表場所
      Hasselt, Belgium
    • 年月日
      2017-03-09
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ルブレン単結晶における電場印加下での光キャリア生成と試料酸化の影響2017

    • 著者名/発表者名
      後藤 建太、高山敏暢、秋元郁子
    • 学会等名
      日本物理学会 秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ルブレン単結晶における電場印加下での光キャリア生成2017

    • 著者名/発表者名
      後藤建太、高山敏暢、秋元郁子
    • 学会等名
      第28回光物性研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 高純度ダイヤモンド結晶における光キャリア生成経路2017

    • 著者名/発表者名
      濱端沙耶香、秋元郁子、中暢子
    • 学会等名
      第28回光物性研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ルブレン結晶におけるマイクロ波共振器内での光キャリア注入2016

    • 著者名/発表者名
      高山敏暢、大畠慶三、秋元郁子
    • 学会等名
      第27回光物性研究会
    • 発表場所
      神戸大学
    • 年月日
      2016-12-02
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 結晶成長法の異なる高純度シリコンにおける光キャリアサイクロトロン共鳴2016

    • 著者名/発表者名
      秋元郁子,高山敏暢,大畠慶三,中暢子
    • 学会等名
      日本物理学会 2016年秋季大会
    • 発表場所
      金沢大学
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Exciton interband relaxation observed by time-resolved cyclotron resonance in diamond2016

    • 著者名/発表者名
      I. Akimoto and N. Naka
    • 学会等名
      The 19th International Conference on Dynamical Processes in Excited States of Solids (DPC16)
    • 発表場所
      Paris, France
    • 年月日
      2016-07-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高純度シリコン結晶における光生成キャリアのダイナミクス2016

    • 著者名/発表者名
      秋元郁子、大畠慶三、中暢子
    • 学会等名
      日本物理学会 第71回年次大会(2016年)
    • 発表場所
      東北学院大学
    • 年月日
      2016-03-20
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Excitons and fundamental properties of diamond2016

    • 著者名/発表者名
      N. Naka, H. Morimoto, and I. Akimoto
    • 学会等名
      Hasselt Diamond Workshop 2016 - SBDD XXI
    • 発表場所
      Hasselt, Belgium
    • 年月日
      2016-03-09
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 高抵抗シリコンにおける定常・パルス光生成キャリアによるサイクロトロン共鳴の比較2015

    • 著者名/発表者名
      大畠慶三,合羽一貴,半田裕之,秋元郁子,中暢子
    • 学会等名
      日本物理学会2015年秋季大会
    • 発表場所
      関西大学
    • 年月日
      2015-09-18
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 高抵抗シリコンにおける光キャリア生成過程の励起波長依存性2015

    • 著者名/発表者名
      秋元郁子、大畠慶三、半田裕之、中暢子
    • 学会等名
      日本物理学会2015年秋季大会
    • 発表場所
      関西大学
    • 年月日
      2015-09-17
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Time-Resolved Cyclotron Resonance on Dislocation-Free HPHT Diamond2015

    • 著者名/発表者名
      I. Akimoto, N. Naka and N.Tokuda
    • 学会等名
      The 9th international conference on new diamond and nano carbons 2015
    • 発表場所
      Shizuoka, Japan
    • 年月日
      2015-05-26
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] 光機能・ナノ材料グループHP

    • URL

      http://portal.sys.wakayama-u.ac.jp/mc/photon/index-aki.html

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2015-04-16   更新日: 2020-05-15  

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