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超臨界二酸化炭素を用いた噴霧晶析法による高性能有機薄膜創製と薄膜自由設計への展開

研究課題

研究課題/領域番号 17H03440
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 化工物性・移動操作・単位操作
研究機関金沢大学

研究代表者

内田 博久  金沢大学, フロンティア工学系, 教授 (70313294)

研究分担者 田村 和弘  金沢大学, 機械工学系, 教授 (20143878)
春木 将司  金沢大学, 機械工学系, 准教授 (90432682)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2019年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2018年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2017年度: 10,400千円 (直接経費: 8,000千円、間接経費: 2,400千円)
キーワード製膜 / 有機薄膜 / 噴霧晶析 / 超臨界二酸化炭素 / 薄膜設計 / 結晶成長 / 有機薄膜トランジスタ / 溶解度 / TIPSペンタセン / テトラセン
研究成果の概要

本研究では,我々が考案した「超臨界二酸化炭素を用いた噴霧晶析法による有機製膜技術」による高性能有機半導体デバイスを実現可能な有機薄膜創製を目標として,本技術による有機製膜機構の解明とその成果に基づいた有機薄膜の自由設計(薄膜設計)技術の開発を行った。具体的には,有機薄膜特性に及ぼす種々の操作因子の影響を系統的に調査し,有機製膜機構の解明に繋がる基礎的知見の蓄積を行い,薄膜設計指針を明らかにした。さらに,製膜機構の解明や薄膜設計技術立案への基礎的知見として必要不可欠な超臨界二酸化炭素に対する有機半導体材料の溶解度の測定と推算モデル開発を実施した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は,省エネルギー・環境調和型,低コスト,高生産性,高汎用性(大面積対応・様々な基板利用可能)という特徴を有した独創的かつ革新的な製膜技術による有機半導体薄膜の創製を実施したものであり,その過程で有機製膜機構の解明や超臨界二酸化炭素に対する有機半導体材料の溶解度を始めとする多くの学術的課題を解明した。さらに,本技術を発展させることによって高性能有機半導体が製造可能になった場合,世界の有機エレクトロニクス分野において先導的立場の一翼を担うことができると考える。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 学会発表 (24件) (うち国際学会 5件、 招待講演 2件) 図書 (1件)

  • [学会発表] 超臨界溶体急速膨張(RESS)法によるPh-BTBT-10薄膜創製に対する基板加熱温度の影響2020

    • 著者名/発表者名
      釜田若奈,坂本有衣,清澤匠,内田博久
    • 学会等名
      第22回化学工学会学生発表会(岡山大会)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 飽和溶解圧力探索法を利用した超臨界二酸化炭素に対するルブレンの溶解度測定2020

    • 著者名/発表者名
      前田直哉,芝雄介,内田博久
    • 学会等名
      第22回化学工学会学生発表会(岡山大会)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 二酸化炭素を用いた超臨界溶体急速膨張(RESS)法によるPh-BTBT-10薄膜創製に対する基板加熱温度の影響2019

    • 著者名/発表者名
      坂本有衣,芝雄介,藤田智紀,内田博久
    • 学会等名
      分離技術会年会2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 紫外可視分光法を用いた飽和溶解圧力探索法による超臨界CO2に対する有機薄膜トランジスタ材料の溶解度測定2019

    • 著者名/発表者名
      芝雄介,高原梢江,内田博久
    • 学会等名
      分離技術会年会2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Fabrication of Thin Film Transistors of Ph-BTBT-10 by Rapid Expansion of Supercritical Solutions (RESS) Using CO22019

    • 著者名/発表者名
      Y. Sakamoto, T. Fujita, Y. Shiba, K. Shimamura, H. Uchida
    • 学会等名
      The Seventh International Symposium on Organic and Inorganic Electronic Materials and Related Nanotechnologies (EM-NANO 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 紫外可視分光法を用いた飽和溶解圧力探索法による超臨界CO2に対する有機デバイス材料の溶解度測定2019

    • 著者名/発表者名
      芝雄介,高原梢江,内田博久
    • 学会等名
      第17回超臨界流体ミニワークショップ
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 二酸化炭素を用いた超臨界溶体急速膨張(RESS)法によるPh-BTBT-10薄膜創製と特性評価2019

    • 著者名/発表者名
      坂本有衣,島村一利,内田博久
    • 学会等名
      第80回応用物学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Deposition of Ph-BTBT-10 Thin Films by Rapid Expansion of Supercritical Solutions (RESS) Using CO22019

    • 著者名/発表者名
      Y. Sakamoto, Y. Shiba, K. Shimamura, H. Uchida
    • 学会等名
      18th Asian Pacific Confederation of Chemical Engineering Congress (APCChE 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Novel Fabrication Technique of Organic Thin Film Transistors (OTFTs) by Rapid Expansion of Supercritical Solutions (RESS) Using Carbon Dioxide2019

    • 著者名/発表者名
      H. Uchida
    • 学会等名
      11th International Conference on Supercritical Fluids-Supergreen 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 二酸化炭素を用いた超臨界溶体急速膨張法によるPh-BTBT-10薄膜の創製と結晶特性評価2019

    • 著者名/発表者名
      坂本有衣, 芝雄介, 藤田智紀, 内田博久
    • 学会等名
      第21回化学工学会学生発表会(京都大会)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 溶液剪断法によるTIPSペンタセン薄膜創製に対する基板表面処理の影響2019

    • 著者名/発表者名
      藤田智紀, 内田博久
    • 学会等名
      化学工学会第84年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Measurement of Solubility of TIPS-Pentacene in Supercritical Carbon Dioxide by the Determination of Saturation States Using UV-Visible Spectroscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Shiba, T. Kobayashi, H. Uchida
    • 学会等名
      8th International Symposium on Molecular Thermodynamics and Molecular Simulation (MTMS'18)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] TIPS-Pentacene Thin Films Deposition Using Solution-Shearing (SS) Method: Effects of Surface Treatments of SiO2 Gate Insulators2018

    • 著者名/発表者名
      T. Fujita, T. Kobayashi, Y. Ikeda, Y. Shiba, H. Uchida
    • 学会等名
      13th International Workshop of the Crystal Growth of Organic Material
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 飽和溶解圧力探索法を利用した超臨界CO2に対するTIPSペンタセンの溶解度測定2018

    • 著者名/発表者名
      芝雄介, 小林貴紀, 内田博久
    • 学会等名
      分離技術会年会2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 二酸化炭素を用いた超臨界溶体急速膨張法によるTIPSペンタセン製膜に対する基板絶縁層の表面状態の影響2018

    • 著者名/発表者名
      芝雄介, 小林貴紀, 藤田智紀, 内田博久
    • 学会等名
      第4回 有機・無機エレクトロニクスシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 二酸化炭素を用いた超臨界溶体急速膨張法によるPh-BTBT-10の有機薄膜トランジスタ作製2018

    • 著者名/発表者名
      坂本有衣, 芝雄介, 藤田智紀, 内田博久
    • 学会等名
      化学工学会第50回秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 超臨界溶体急速膨張法によるPh-BTBT-10薄膜堆積に対する基板絶縁層の表面処理の影響2018

    • 著者名/発表者名
      芝雄介, 坂本有衣, 藤田智紀, 内田博久
    • 学会等名
      化学工学会第50回秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 二酸化炭素を用いた超臨界溶体急速膨張法によるPh-BTBT-10の薄膜創製2018

    • 著者名/発表者名
      坂本有衣, 芝雄介, 藤田智紀, 内田博久
    • 学会等名
      平成30年度 応用物理学会 北陸・信越支部 学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 超臨界二酸化炭素の特異な溶媒特性を活かした材料プロセッシングの現状と今後の展開2017

    • 著者名/発表者名
      内田博久
    • 学会等名
      化学工学会第49回秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] RESS法による有機半導体薄膜創製に向けた超臨界CO2に対する有機材料の溶解特性の解明2017

    • 著者名/発表者名
      小林貴紀,芝雄介,内田博久
    • 学会等名
      化学工学会第49回秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 二酸化炭素を用いた超臨界溶体急速膨張法によるテトラセン薄膜堆積メカニズムの解明2017

    • 著者名/発表者名
      池田奉古,夏目実佳,小林貴紀,内田博久
    • 学会等名
      化学工学会第49回秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] RESS法によるTIPSペンタセン薄膜堆積に対する基板の表面状態と設置角度の影響2017

    • 著者名/発表者名
      小林貴紀,内田博久
    • 学会等名
      化学工学会第49回秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] CO2を用いたRESS法によるTIPSペンタセン薄膜創製に対する基板の表面状態と設置角度の影響2017

    • 著者名/発表者名
      小林貴紀,内田博久
    • 学会等名
      第15回超臨界流体ミニワークショップ
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 二酸化炭素を用いた超臨界溶体急速膨張法によるテトラセン薄膜作製に対する製膜条件の影響および製膜メカニズムの解明2017

    • 著者名/発表者名
      池田奉古,夏目実佳,小林貴紀,内田博久
    • 学会等名
      第15回超臨界流体ミニワークショップ
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [図書] 超臨界流体を用いる合成と加工2017

    • 著者名/発表者名
      内田博久
    • 総ページ数
      252
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • ISBN
      9784781312682
    • 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: 2021-02-19  

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