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ヘテロジニアスモデリングによるアダプティブ溶液プロセスシミュレーション手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K05151
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 計算科学
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

米谷 慎  国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 上級主任研究員 (30443237)

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
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードモデリング / 粗視化 / シミュレーション / 溶液プロセス / 計算物理 / 自己組織化 / 電子・電気材料 / 表面・界面物性 / ハイパフォーマンス・コンピューティング
研究成果の概要

本研究では、有機半導体薄膜の溶液プロセスの分子シミュレーションにおいて、溶液を構成する溶質・溶媒それぞれを粗視化度の異なるモデルを組み合わせたヘテロジニアスなモデリングを用い、さらにその粗視化度を、溶液濃度の変化等の系の発展に応じてダイナミックに変化させるアダプティブシミュレーションを可能にすることを目指した。
開発手法の適用により、可溶性フタロシアニン溶液のバーコートプロセスによる薄膜形成プロセスに於いては、π-π相互作用による自発的に形成されたカラムがせん断流により配向し、さらに濃度上昇によるクロモニック液晶的な配向増強機構により高配向薄膜が得られることがシミュレーションにより示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究により、溶液プロセスによる有機半導体薄膜形成メカニズムを解明・解明するためのヘテロジニアス分子モデリングを用いたアダプティブシミュレーション手法の一つを確立することができた。
本研究中の可溶性フタロシアニン溶液のバーコートプロセスによる薄膜形成プロセスへの適用例が示す様に、本開発手法は、溶液プロセスによる有機半導体薄膜形成メカニズムを解明・解明する有力な手法の一つとなると考えられ、今後の種々の課題への適用が期待できる。

報告書

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

    (35件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (27件) (うち国際学会 8件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Solution processed uniaxially oriented thin film of tert-butyl-substituted phthalocyanine2019

    • 著者名/発表者名
      Genya Uzurano, Yuta Yabuuchi, Ryo Ishiura, Makoto Yoneya, Shusaku Nagano, Akihiko Fujii, and Masanori Ozaki
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 59 号: SD ページ: SDDA05-SDDA05

    • DOI

      10.7567/1347-4065/ab5177

    • NAID

      210000157440

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Simulation of Colloidal Silver Nanoparticle Formation from a Precursor Complex2019

    • 著者名/発表者名
      Yoneya Makoto、Sugisawa Shin-ya
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry C

      巻: 123 号: 17 ページ: 11257-11263

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.9b01360

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molecular Dynamics Simulation Study of the Plastic/Ferroelectric Crystal Quinuclidinium Perrhenate2019

    • 著者名/発表者名
      Yoneya Makoto、Harada Jun
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry C

      巻: 124 号: 3 ページ: 2171-2177

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.9b09559

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Monolayer Crystal Structure of the Organic Semiconductor 7-Decyl-2-phenyl[1]benzothieno[3,2-b][1]benzothiophene2018

    • 著者名/発表者名
      Yoneya Makoto
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry C

      巻: 122 号: 39 ページ: 22225-22231

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.8b04386

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characterization of crystal polymorphs of the organic semiconductor non-peripheral octa-hexyl phthalocyanine2017

    • 著者名/発表者名
      Yoneya Makoto、Miyamoto Ayano、Shimizu Yo、Ohmori Masashi、Fujii Akihiko、Ozaki Masanori
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 56 号: 8 ページ: 081601-081601

    • DOI

      10.7567/jjap.56.081601

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Self-assembly of donor?acceptor semiconducting polymers in solution thin films: a molecular dynamics simulation study2017

    • 著者名/発表者名
      Yoneya Makoto、Matsuoka Satoshi、Tsutsumi Jun’ya、Hasegawa Tatsuo
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry C

      巻: 5 号: 37 ページ: 9602-9610

    • DOI

      10.1039/c7tc01014a

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Interface-Mediated Self-Assembly in Inkjet Printing of Single-Crystal Organic Semiconductor Films2017

    • 著者名/発表者名
      Yoneya Makoto、Minemawari Hiromi、Yamada Toshikazu、Hasegawa Tatsuo
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry C

      巻: 121 号: 16 ページ: 8796-8803

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.7b02143

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] DFT 計算を用いたテトラベンゾトリアザポルフィリン誘導体の電荷輸送シミュレーション2020

    • 著者名/発表者名
      藤﨑 雅隆、中野 知佳、米谷 慎、藤内 謙光、藤井彰彦、尾崎雅則
    • 学会等名
      第67回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] バーコート法により作製したtert-ブチル置換フタロシアニン薄膜における電気特性2020

    • 著者名/発表者名
      鶉野 弦也、籔内 湧太、石裏 遼、米谷 慎、藤井彰彦、永野修作、尾崎雅則
    • 学会等名
      第67回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 柔粘性/強誘電性結晶の分子動力学計算による検討2020

    • 著者名/発表者名
      米谷 慎、原田 潤
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] MD/DFT/MC連携による有機半導体材料結晶多形移動度の比較検討2019

    • 著者名/発表者名
      米谷 慎
    • 学会等名
      第33回分子シミュレーション討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Molecular dynamics simulation study of plastic/ferroelectric crystal quinuclidinium perrhenate2019

    • 著者名/発表者名
      米谷 慎、原田 潤
    • 学会等名
      The 20th RIES-HOKUDAI International Symposium
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 柔粘性/強誘電性結晶の分子動力学計算による検討2019

    • 著者名/発表者名
      米谷 慎、原田 潤
    • 学会等名
      第9回ソフトマター研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 強誘電性/柔粘性結晶の分子動力学計算による検討2019

    • 著者名/発表者名
      米谷 慎、原田 潤
    • 学会等名
      つくばソフトマター研究会2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 強誘電性/柔粘性結晶の分子動力学シミュレーション2019

    • 著者名/発表者名
      米谷 慎、原田 潤
    • 学会等名
      第80回応用物理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] シミュレーションによる液晶性有機半導体薄膜プロセスの探索2019

    • 著者名/発表者名
      米谷 慎
    • 学会等名
      ERATO横山液晶微界面プロジェクト発足20周年記念研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] MD/DFT/MCによる有機半導体材料結晶多形移動度の比較検討2019

    • 著者名/発表者名
      米谷 慎
    • 学会等名
      第22回理論化学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] On the monolayer polymorph crystal structure of organic semiconductor, 7-decyl-2-phenyl[1]benzothieno[3,2-b][1]benzothiophene2019

    • 著者名/発表者名
      米谷 慎
    • 学会等名
      Interface Properties in Organic and Hybrid Electronics 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Self-assembly of liquid-crystalline semiconductors in double-shot inkjet printing of organic thin-film transistors2019

    • 著者名/発表者名
      米谷 慎
    • 学会等名
      CECAM workshop on fabrication processes and molecular organization in organic thin films
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Simulation of semiconducting polymer self-assembly in solution thin films2019

    • 著者名/発表者名
      米谷 慎
    • 学会等名
      Sixth International Symposium Frontiers in Polymer Science
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Interface-mediated self-assembly of liquid-crystalline semiconductors in inkjet printing of organic thin-film transistors2018

    • 著者名/発表者名
      米谷 慎,峯廻 洋美,長谷川 達生
    • 学会等名
      27th. International Liquid Crystal Conference (ILCC2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Azo-dye as a light-driven active matter: molecular dynamics simulation study2018

    • 著者名/発表者名
      米谷 慎,則包 恭央
    • 学会等名
      3rd International Conference on Photoalignment and Photopattering in Soft Materials 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] アクティブマターとしてのアゾ液晶2018

    • 著者名/発表者名
      米谷 慎,則包 恭央
    • 学会等名
      2018日本液晶学会討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 印刷配線用銀ナノコロイド粒子形成過程の分子シミュレーションによる検討2018

    • 著者名/発表者名
      米谷 慎,杉澤 進也,長谷川 達生
    • 学会等名
      第69回コロイドおよび界面化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Simulation of 3-D diamond metal-organic framework self-assembly2018

    • 著者名/発表者名
      米谷 慎
    • 学会等名
      6th. Int. Conf. on Metal-Organic Frameworks (MOF2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Azo liquid-crystals as a molecular active matter: molecular dynamics simulation study2018

    • 著者名/発表者名
      米谷 慎,則包 恭央
    • 学会等名
      アクティブマター研究会2019
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 印刷配線用銀ナノコロイド粒子形成過程の分子シミュレーションによる検討2018

    • 著者名/発表者名
      米谷慎、杉澤進也、長谷川達生
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Azo-dyes as a molecular active matter: Molecular dynamics simulation study2018

    • 著者名/発表者名
      米谷慎、則包恭央
    • 学会等名
      アクティブマター研究会2018
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 液晶性有機半導体の溶液プロセスにおける自己組織化2017

    • 著者名/発表者名
      米谷慎、峯廻洋美、山田寿一、長谷川達生
    • 学会等名
      つくばソフトマター研究会2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Interface-mediated self-assembly of donor-acceptor semiconducting polymers in solution thin films2017

    • 著者名/発表者名
      Yoneya Makoto、Matsuoka Satoshi、Tsutsumi Jun’ya、Hasegawa Tatsuo
    • 学会等名
      International Conference "Interface Properties in Organic Electronics”(IPOE2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ダブルショットインクジェット印刷適合有機半導体材料の検討2017

    • 著者名/発表者名
      米谷慎、峯廻洋美、長谷川達生
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] 液晶性有機半導PhBTBT10のスメクチックE相のDFT計算による検討2017

    • 著者名/発表者名
      米谷慎、峯廻洋美、長谷川達生
    • 学会等名
      2017年液晶学会討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 分子動力学シミュレーションで見るソフトマターの秩序形成2017

    • 著者名/発表者名
      米谷慎
    • 学会等名
      日本物理学会2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 銀ナノ粒子形成過程のシミュレーション2017

    • 著者名/発表者名
      米谷慎、杉澤進也、長谷川達生
    • 学会等名
      第31回分子シミュレーション討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] Makoto Yoneya at Work

    • URL

      https://staff.aist.go.jp/makoto-yoneya/

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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