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イオンと電子のダイナミクス理解に基づく超高キャリア密度有機エレクトロニクスの創成

研究課題

研究課題/領域番号 17H02765
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 応用物性
研究機関名古屋大学

研究代表者

坂上 知  名古屋大学, 工学研究科, 特任准教授 (60615681)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2017年度)
配分額 *注記
18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円)
2017年度: 10,920千円 (直接経費: 8,400千円、間接経費: 2,520千円)
キーワード有機エレクトロニクス / 電解質 / 導電性高分子 / イオン液体 / 電気化学発光セル / 有機半導体
研究実績の概要

電解質と高分子半導体の混合薄膜に対して電圧印加を行うことで、イオンの再配列を促し、自発的なp-i-n接合を形成して発光する素子Light-emitting electrochemical cell (LEC) の研究を行った。特に、動作メカニズム理解とそれに基づいた高性能化、ならびに無機半導体材料への展開を目指した。LECのドーピングメカニズムの理解のためには、ラマン分光、UV-Vis吸収分光を用い、高分子半導体のドーピング過程を分光法によって追跡することに成功した。電圧、時間に対してのスペクトル変化を詳細に解析を進めることで駆動や劣化メカニズムを追跡する手段として用いることができると考えられる。また、LECの高効率発光を目指し、発光層にホスト-ゲストシステムを導入した。このためにワイドバンドギャップ(>3 eV)を有するポリマーで安定な青色LECを実現し、これをホストとして様々な発光ドーパントを用いた素子を実現し、高効率化出来ることを示した。また新たな展開として、LECのメカニズムを酸化物半導体や窒化ガリウム、あるいは遷移金属ダイカルコゲナイド等の無機半導体へ展開することを試みた。いずれの材料でも、バンドギャップに相当する極めて低い電圧から発光が観察され始め、LECの技術が従来展開されていた有機半導体のみならず、様々な半導体に適用できることを始めて示した。このことは、電気化学とエレクトロニクスの複合化技術「イオントロニクス」の新たな展開を期待させるものであると考えている。

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

(1件)
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 6件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Light emission from organic single crystals operated by electrolyte doping2018

    • 著者名/発表者名
      Matsuki Keiichiro、Sakanoue Tomo、Yomogida Yohei、Hotta Shu、Takenobu Taishi
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 57 号: 3S2 ページ: 03EF02-03EF02

    • DOI

      10.7567/jjap.57.03ef02

    • NAID

      210000148754

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 電解質を用いた高分子発光素子への高電流密度注入2018

    • 著者名/発表者名
      坂上知、竹延大志
    • 雑誌名

      レーザー研究

      巻: 印刷中

    • NAID

      130007957400

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] イオンの自発的再配列を用いたpn接合と発光素子2018

    • 著者名/発表者名
      坂上知、竹延大志
    • 雑誌名

      応用物理

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A versatile and simple approach to generate light emission in semiconductors mediated by electric double layers2017

    • 著者名/発表者名
      Jiang Pu, Taiyo Fujimoto, Yuki Ohasi, Shota Kimura, Chang-Hsiao Chen, Lain-Jong Li, Tomo Sakanoue, Taishi Takenobu
    • 雑誌名

      Advanced Materials

      巻: 印刷中 号: 24 ページ: 1606918-1606918

    • DOI

      10.1002/adma.201606918

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] An ionic liquid that dissolves semiconducting polymers: a promising electrolyte for bright, efficient and stable light-emitting electrochemical cells2017

    • 著者名/発表者名
      Tomo Sakanoue, Fumihiro Yonekawa, Ken Albrecht, Kimihisa Yamamoto, Taishi Takenobu
    • 雑誌名

      Chemistry of Materials

      巻: 29 号: 14 ページ: 6122-6129

    • DOI

      10.1021/acs.chemmater.7b02128

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Polarized emission from light-emitting electrochemical cells using uniaxially oriented polymer thin films of poly(9,9-dioctylfluorene-co-bithiophene)2017

    • 著者名/発表者名
      Miyazaki Masumi、Sakanoue Tomo、Takenobu Taishi
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 57 号: 3S2 ページ: 03EF01-03EF01

    • DOI

      10.7567/jjap.57.03ef01

    • NAID

      210000148753

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Bright Polymer Light-Emmitting Electrochemical Cells Based on Ionic Liquids2017

    • 著者名/発表者名
      Tomo Sakanoue
    • 学会等名
      International Workshop on Green Energy System and Devices 2017
    • 発表場所
      Nagoya Institute of Technology, Toyota
    • 年月日
      2017-11-23
    • 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] Bright Polymer Light-Emmitting Electrochemical Cells Based on Ionic Liquids2017

    • 著者名/発表者名
      Tomo Sakanoue
    • 学会等名
      The 30th International Microprocesses and Nanotechnology Conference (MNC 2017)
    • 発表場所
      Ramada Plaza JeJu Hotel, JeJu, Korea
    • 年月日
      2017-11-06
    • 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] GaN-based Light-emitting Device using Ionic Liquid2017

    • 著者名/発表者名
      Tomoaki Hirai, Tomo Sakanoue, Taishi Takenobu
    • 学会等名
      The 30th International Microprocesses and Nanotechnology Conference (MNC 2017)
    • 発表場所
      Ramada Plaza JeJu Hotel, JeJu, Korea
    • 年月日
      2017-11-06
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Improving the performance of light-emitting electrochemical cells by host-guest system2017

    • 著者名/発表者名
      Go Nagatsu, Tomo Sakanoue, Taishi Takenobu
    • 学会等名
      9th International Conference on Molucular electronics and Bioelectronics (M&BE9)
    • 発表場所
      ANA Crown Plaza Hotel Kanazawa, Kanazawa
    • 年月日
      2017-06-26
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Light emission from a bilayer of electrolyte and organic single crystal2017

    • 著者名/発表者名
      Keiichiro Matsuki, Tomo Sakanoue, Taishi Takenobu
    • 学会等名
      9th International Conference on Molucular electronics and Bioelectronics (M&BE9)
    • 発表場所
      ANA Crown Plaza Hotel Kanazawa, Kanazawa
    • 年月日
      2017-06-26
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] High performance light-emitting electrochemical cells based on ionic liquid2017

    • 著者名/発表者名
      Tomo Sakanoue, Tingwu Zhang, Masumi Miyazaki, Fumihiro Yonekawa, Taishi Takenobu
    • 学会等名
      9th International Conference on Molucular electronics and Bioelectronics (M&BE9)
    • 発表場所
      ANA Crown Plaza Hotel Kanazawa, Kanazawa
    • 年月日
      2017-06-26
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] イオン液体を用いた高分子発光デバイス2017

    • 著者名/発表者名
      坂上知
    • 学会等名
      高分子学会有機エレクトロニクス研究会
    • 発表場所
      東工大蔵前会館
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2018-12-17  

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