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放射光ナノ顕微分光を用いた有機半導体分子層デバイス界面の3次元オペランド解析

研究課題

研究課題/領域番号 15K17463
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 薄膜・表面界面物性
研究機関国立研究開発法人物質・材料研究機構

研究代表者

永村 直佳  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 先端材料解析研究拠点, 研究員 (40708799)

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
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2015年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード有機電界効果トランジスタ / 量子ビーム / 顕微分光 / イメージング / ナノ電子デバイス / オペランド観測 / オペランド分析 / 電界効果トランジスタ / 有機分子半導体 / 放射光 / 界面
研究成果の概要

本研究では、柔らかさと分子設計の多様性に利がある有機分子半導体薄膜をチャネルとした有機電界効果トランジスタ(OFET)について、マクロな輸送特性に影響を与える、界面・欠陥近傍のミクロな電子状態を、研究代表者らが開発した3次元走査型光電子顕微分光装置「3D nano-ESCA」を使って解明した。
チオフェン系誘導体「C10-DNBDT-NW」を使ったOFETについて、炭素の内殻ピークシフトが化学ポテンシャルを反映していることを確かめた。ピークシフトの空間変化でポテンシャルマッピングを行ったところ、電極/チャネル接合界面での電荷トラップの存在や移動度が異なるドメインの存在を示唆する成果が得られた。

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

    (27件)

すべて 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 7件、 招待講演 11件)

  • [雑誌論文] Photoelectron nano-spectroscopy of reactive ion etching-induced damages to the trench sidewalls and bottoms of 4H-SiC trench-MOSFETs2018

    • 著者名/発表者名
      Masaharu Oshima, Daisuke Mori, Aki Takigawa Akihiko Otsuki, Naoka Nagamura, Shun Konno, Yoshinori Takahashi, Masato Kotsugi, and Hiroshi Nohira
    • 雑誌名

      e-Journal of Surface Science and Nanotechnology

      巻: 印刷中

    • NAID

      130007395494

    • 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] Observation of nanoscopic charge-transfer region at metal/MoS2 interface2016

    • 著者名/発表者名
      R. Suto, G. Venugopal. K. Tashima, N. Nagamura, K. Horiba, M. Suemitsu, M. Oshima, and H. Fukidome
    • 雑誌名

      Materials Research Express

      巻: 3 号: 7 ページ: 075004-075004

    • DOI

      10.1088/2053-1591/3/7/075004

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Investigation of the enhanced photocathodic activity of La5Ti2CuS5O7 photocathodes in H2 evolution by synchrotron radiation nanospectroscopy2016

    • 著者名/発表者名
      Enju Sakai, Naoka Nagamura, Jingyuan Liu, Takashi Hisatomi, Taro Yamada, Kazunari Domen, and Masaharu Oshima
    • 雑誌名

      Nanoscale

      巻: 8 号: 45 ページ: 18893-18896

    • DOI

      10.1039/c6nr06541d

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 電子デバイスのオペランド光電子分光実験2016

    • 著者名/発表者名
      永村直佳, 堀場弘治, 尾嶋正治
    • 雑誌名

      表面科学

      巻: 37 号: 1 ページ: 25-30

    • DOI

      10.1380/jsssj.37.25

    • NAID

      130005121614

    • ISSN
      0388-5321, 1881-4743
    • 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
  • [雑誌論文] Chemical potential shift in organic field-effect transistors identified by soft X-ray operando nano-spectroscopy2015

    • 著者名/発表者名
      Naoka Nagamura, Yuta Kitada, Junto Tsurumi, Hiroyuki Matsui, Koji Horiba, Itaru Honma, Jun Takeya, and Masaharu Oshima
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 106 号: 25 ページ: 251604-251604

    • DOI

      10.1063/1.4922902

    • 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] 走査型光電子顕微分光スペクトルイメージングデータ解析の機械学習による高速化2018

    • 著者名/発表者名
      永村直佳, 松村太郎次郎, 安藤康伸, 吉川英樹
    • 学会等名
      顕微ナノ材料科学研究会・放射光表面科学研究部会・プローブ顕微鏡研究部会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Photoemission nano-spectroscopy analysis of 2D materials based transistors2017

    • 著者名/発表者名
      Naoka Nagamura
    • 学会等名
      Collaborative Conference on Materials Research 2017 (CCMR2017)
    • 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] 走査型光電子顕微鏡"3D nano-ESCA"を利用した機能性微小クラスターのピンポイント分析とそのオペランド分析への展開2017

    • 著者名/発表者名
      永村直佳
    • 学会等名
      物性研短期研究会「光で見る・操る 電子物性科学の最前線~強相関、トポロジー、低次元、ダイナミクス~」
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Nano spectromicroscopy analysis of green devices using synchrotron soft X-ray beam2017

    • 著者名/発表者名
      Naoka Nagamura
    • 学会等名
      NIMS-MOST Workshop 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 軟X線吸収分光法によるリチウムイオン電池正極活物質材としてのキノン系有機化合物の電子状態分析2017

    • 著者名/発表者名
      永村直佳, 北田祐太, 谷木良輔, 本間格
    • 学会等名
      第77回分析化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Potential Mapping of Organic Thin-film Field-effect Transistors by Operando Scanning Photoelectron Microscopy2017

    • 著者名/発表者名
      Naoka Nagamura, Yuta Kitada, Junto Tsurumi, Hiroyuki Matsui, Koji Horiba, Itaru Honma, Jun Takeya and Masaharu Oshima
    • 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] 放射光軟X線を用いた有機系材料の電子状態分析2017

    • 著者名/発表者名
      永村直佳
    • 学会等名
      第8回真空・表面科学若手研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 3DナノESCAによる低次元デバイスの局所電子状態2016

    • 著者名/発表者名
      永村直佳
    • 学会等名
      物性研短期研究会「原子層上の活性サイトで発言する局所機能物性」
    • 発表場所
      東京大学物性研究所
    • 年月日
      2016-12-21
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 放射光軟X線顕微分光で探るグラフェンの異種接合界面電子状態2016

    • 著者名/発表者名
      永村直佳
    • 学会等名
      第7回真空・表面科学若手研究会
    • 発表場所
      分子科学研究所
    • 年月日
      2016-12-02
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] オペランド顕微X線分光を用いた2次元電子系デバイスの産学連携研究2016

    • 著者名/発表者名
      永村直佳、吹留博一
    • 学会等名
      第36回表面科学学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 年月日
      2016-11-29
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Synchrotron Soft X-ray Spectroscopy as a Powerful Tool for Micro/nano-structured Energy devices2016

    • 著者名/発表者名
      Naoka Nagamura
    • 学会等名
      13th International Conference on Flow Dynamics
    • 発表場所
      Sendai International Center
    • 年月日
      2016-10-10
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 放射光軟X線分光が可能にする高分解能オペランドエネルギーデバイス分析2016

    • 著者名/発表者名
      永村直佳
    • 学会等名
      第12回固体イオニクスセミナー
    • 発表場所
      鹿児島指宿休暇村
    • 年月日
      2016-09-27
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 放射光ナノ顕微分光によるエネルギーデバイス界面のオペランド測定2016

    • 著者名/発表者名
      永村直佳
    • 学会等名
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      新潟朱鷺メッセ
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 軟X線吸収分光によるキノンのレドックス反応過程での電子状態解析2016

    • 著者名/発表者名
      谷木良輔、北田祐太、永村直佳、本間格
    • 学会等名
      2016年電気化学会第83回大会
    • 発表場所
      大阪大学 吹田キャンパス
    • 年月日
      2016-03-29
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Operando spectromicroscopic analysis of chemical potential shift in organic field-effect transistors2015

    • 著者名/発表者名
      N. Nagamura, Y. Kitada, J. Tsurumi, H. Matsui, K. Horiba, I. Honma, J. Takeya and M. Oshima
    • 学会等名
      The International Chemical Cobgress of Pacific Basin Societies 2015 (Pacifichem2015)
    • 発表場所
      Honolulu, USA
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] グラフェン素子開発のためのオペランドナノ顕微分光分析2015

    • 著者名/発表者名
      永村直佳, 吹留博一, 堀場弘治, 尾嶋正治
    • 学会等名
      第25回日本MRS年次大会
    • 発表場所
      横浜万国橋国際センター
    • 年月日
      2015-12-08
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Synchrotron radiation soft X-ray spectroscopy as a powerful tool for organic material analysis2015

    • 著者名/発表者名
      Naoka Nagamura
    • 学会等名
      TAGEN Mini-symposium on "Current status and future prospects for Chemistry and Material Science with novel light sources"
    • 発表場所
      東北大学 片平キャンパス
    • 年月日
      2015-11-09
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Electronic state analysis of organic materials using synchrotron radiation soft X-ray2015

    • 著者名/発表者名
      永村直佳, 北田祐太, 谷木良輔, 鶴見淳人, 松井弘之, 堀場弘司, 朝倉大輔, 細野英司, 本間格, 竹谷純一, 尾嶋正治
    • 学会等名
      The 2nd Tohoku University and NIMS-GREEN Joint Symposium
    • 発表場所
      東北大学 片平キャンパス
    • 年月日
      2015-10-30
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] X-ray spectroscopic analysis of electronic states on quinone-based cathode materials for Li-ion batteries2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Kitada, N. Nagamura, R. Taniki and I. Honma
    • 学会等名
      The 66th Annual Meeting of the International Society of Electrochemistry
    • 発表場所
      Taipei, Taipei International Convention Center
    • 年月日
      2015-10-04
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 放射光軟X線を利用したナノデバイスの動作中分光分析2015

    • 著者名/発表者名
      永村直佳
    • 学会等名
      東北大学若手アンサンブル研究会ワークショップ
    • 発表場所
      東北大学 片平キャンパス
    • 年月日
      2015-07-23
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Operando spectromicroscopy for device nanostructure2015

    • 著者名/発表者名
      Naoka Nagamura
    • 学会等名
      NIMS Conference 2015 "Materials Innovation Driven by Advanced Characterization"
    • 発表場所
      つくば国際会議場
    • 年月日
      2015-07-14
    • 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] オペランド光電子分光実験2015

    • 著者名/発表者名
      永村直佳
    • 学会等名
      日本表面科学会関東支部 第1回関東支部セミナー 表面・薄膜分析シリーズ Vol. 1 「光電子分光のフロンティア ~スピン・時空間分解から電池・触媒開発のオペランド観測~」
    • 発表場所
      東京大学 本郷キャンパス
    • 年月日
      2015-05-22
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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