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液晶の結晶化によるソフトクリスタルの創成と塗布型薄膜単結晶電子デバイスへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 17K18882
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
研究分野 電気電子工学およびその関連分野
研究機関大阪大学

研究代表者

尾崎 雅則  大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (50204186)

研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2018年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2017年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
キーワード液晶 / 有機半導体 / 結晶 / 結晶多形 / 接種凍結 / 溶媒媒介転移 / 電子デバイス / 有機エレクトロニクス
研究成果の概要

液晶を、その柔軟さを担保したまま結晶化することにより、オングストロームオーダーの高い電子秩序とメートルスケールの分子配列秩序を両立するソフトクリスタルの実現を目指して、柔軟な側鎖を持ちフタロシアニン骨格を有する有機半導体のバーコート法による分子配列制御を試みた。その結果、単結晶薄膜の結晶方位、分子パッキング方向をX線構造解析により明らかにし、種結晶を用いた接種凍結を行い多形制御を実現した。また、スピンコート法により作製した薄膜多結晶に溶媒蒸気処理を施すことにより、結晶多形転移を示すことを見いだし、理論上高いキャリア移動度が期待できるα型単結晶薄膜の作製に成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年、液晶の自己組織的な分子配向性を電子デバイスへ応用する研究が盛んになっている。しかしながら、液晶の分子配列はナノオーダー秩序であり光学デバイスには十分であるが、オングストロームオーダーの秩序が求められる電子デバイス応用には不十分である。そこで本研究では、液晶と結晶のさらに中間的な状態としてソフトクリスタルの新しい概念を導入することにより、印刷法の一つであるバーコート法により結晶方位の制御された薄膜単結晶が実現できた。さらに、種結晶を用いた接種凍結法や溶媒媒介転移法により電子移動度の高い単結晶薄膜を実現できることを明らかにした。これにより高性能有機電子デバイスの実現が期待できる。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (47件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 10件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (35件) (うち国際学会 16件、 招待講演 3件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Pierre and Marie Curie University(フランス)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Uniaxial orientation of poly(3-hexylthiophene) thin films fabricated by the bar-coating method2019

    • 著者名/発表者名
      Yabuuchi Yuta、Uzurano Genya、Nakatani Mitsuhiro、Fujii Akihiko、Ozaki Masanori
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 58 号: SB ページ: SBBG04-SBBG04

    • DOI

      10.7567/1347-4065/aafb5d

    • NAID

      210000135343

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Homo/hetero-epitaxial growth in tetrabenzotriazaporphyrin derivative thin film fabricated by contact freezing method with seed crystal2019

    • 著者名/発表者名
      Kitagawa Takahiro、Fujisaki Masataka、Nagano Shusaku、Tohnai Norimitsu、Fujii Akihiko、Ozaki Masanori
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 12 号: 5 ページ: 051011-051011

    • DOI

      10.7567/1882-0786/ab15bb

    • NAID

      210000155711

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Polymer Blend Effect on Molecular Alignment Induced by Contact Freezing of Mesogenic Phthalocyanine2018

    • 著者名/発表者名
      T. Kitagawa, M. F. Ramananarivo, A. Fujii and M. Ozaki
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 57 号: 4S ページ: 04FL09-04FL09

    • DOI

      10.7567/jjap.57.04fl09

    • NAID

      210000148968

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Evaluation of ambipolar carrier mobility in alkyl-substituted phthalocyanine thin film2018

    • 著者名/発表者名
      Nishikawa Yuki、Nakata Yuya、Ikehara Shigehiro、Fujii Akihiko、Ozaki Masanori
    • 雑誌名

      Journal of Photonics for Energy

      巻: 8 号: 03 ページ: 1-1

    • DOI

      10.1117/1.jpe.8.032214

    • NAID

      120006847672

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Single-crystalline thin-film growth via solution-mediated polymorphic transformation of octahexyl-substituted phthalocyanine and its optical anisotropy2018

    • 著者名/発表者名
      Anzai Yusaku、Higashi Takuya、Kajii Hirotake、Fujii Akihiko、Ozaki Masanori
    • 雑誌名

      Organic Electronics

      巻: 60 ページ: 16-21

    • DOI

      10.1016/j.orgel.2018.05.029

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Homeotropic alignment of non-peripheral octahexyl phthalocyanine in thin film and its photovoltaic properties2018

    • 著者名/発表者名
      Ohmori Masashi、Nishikawa Yuki、Fujii Akihiko、Ozaki Masanori
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 57 号: 8S3 ページ: 08RE02-08RE02

    • DOI

      10.7567/jjap.57.08re02

    • NAID

      210000149539

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Selective crystal growth in bar-coating process of polymorphic pentyl-substituted phthalocyanine thin film2018

    • 著者名/発表者名
      Nakatani Mitsuhiro、Ohmori Masashi、Nagano Shusaku、Fujii Akihiko、Ozaki Masanori
    • 雑誌名

      Organic Electronics

      巻: 62 ページ: 241-247

    • DOI

      10.1016/j.orgel.2018.08.019

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Fabrication of field-effect transistor utilizing oriented thin film of octahexyl-substituted phthalocyanine and its electrical anisotropy based on columnar structure2018

    • 著者名/発表者名
      Ohmori Masashi、Nakatani Mitsuhiro、Kajii Hirotake、Miyamoto Ayano、Yoneya Makoto、Fujii Akihiko、Ozaki Masanori
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 57 号: 3S2 ページ: 03EH10-03EH10

    • DOI

      10.7567/jjap.57.03eh10

    • NAID

      210000148779

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ambipolar carrier transport properties and molecular packing structure of octahexyl-substituted copper phthalocyanine2018

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Ken、Watanabe Koichi、Tohnai Norimitsu、Itani Hiromichi、Shimizu Yo、Fujii Akihiko、Ozaki Masanori
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 57 号: 4S ページ: 04FL01-04FL01

    • DOI

      10.7567/jjap.57.04fl01

    • NAID

      210000148847

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sandwich-cell-type bulk-heterojunction organic solar cells utilizing liquid crystalline phthalocyanine2017

    • 著者名/発表者名
      Nakata Yuya、Usui Toshiki、Nishikawa Yuki、Nekelson Fabien、Shimizu Yo、Fujii Akihiko、Ozaki Masanori
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 57 号: 3S2 ページ: 03EJ03-03EJ03

    • DOI

      10.7567/jjap.57.03ej03

    • NAID

      210000148783

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 液晶性フタロシアニン類縁体混合系の基礎物性と太陽電池応用2019

    • 著者名/発表者名
      藤井彰彦、中野知佳、仲川大、藤田健斗、藤内謙光、清水洋、尾崎雅則
    • 学会等名
      電子情報通信学会有機エレクトロニクス研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 接種凍結法によるテトラベンゾトリアザポルフィリン誘導体の配向薄膜作製における種結晶添加効果2019

    • 著者名/発表者名
      北川貴大、藤﨑雅隆、永野修作、藤井彰彦、尾崎雅則
    • 学会等名
      2019年第66回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] MIS-CELIV法によるアルキルフタロシアニン塗布薄膜の両極性キャリア移動度評価2019

    • 著者名/発表者名
      西川裕己、金宇鎮、中山祐介、北川貴大、藤井彰彦、尾崎雅則
    • 学会等名
      2019年第66回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] バーコート法によるtert-butyl置換フタロシアニン配向薄膜の作製2019

    • 著者名/発表者名
      鶉野弦也、籔内湧太、米谷慎、藤井彰彦、尾崎雅則
    • 学会等名
      2019年第66回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 立体障害位にアルキル基を有するフタロシアニンの両極性キャリア輸送とバーコート製膜における結晶多形選択性2018

    • 著者名/発表者名
      藤井彰彦、渡辺健、中谷光宏、安西佑策、北川貴大、尾崎雅則
    • 学会等名
      電子情報通信学会有機エレクトロニクス研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Photo-CELIV法によるNon-peripheral型オクタヘキシルフタロシアニン配向薄膜の両極性キャリア移動度解析2018

    • 著者名/発表者名
      西川裕己、仲田裕哉、池原成拓、藤井彰彦、尾崎雅則
    • 学会等名
      第28回日本MRS年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Single-Crystalline Thin-Film Fabrication and Optical Anisotropy of Alkyl-Substituted Phthalocyanines2018

    • 著者名/発表者名
      A. Fujii, T. Kitagawa, Y. Anzai, M. Nakatani, Y. Nishikawa, M. Ohmori, and M. Ozaki
    • 学会等名
      International Conference on Science and Technology of Synthetic Metals 2018 (ICSM2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Single-Crystalline Thin Film Growth Utilizing Supercooled Liquid Crystalline State of Alkyl-Substituted Phthalocyanine2018

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Kitagawa, Mihary Fiderana Ramananarivo, Akihiko Fujii, and Masanori Ozaki
    • 学会等名
      27th International Liquid Crystal Conference (ILCC 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Solution-Mediated Polymorphic Transformation and Optical Anisotropy in Alkyl-substituted Phthalocyanine Thin Film2018

    • 著者名/発表者名
      Yusaku Anzai, Ryo Ishiura, Yuta Yabuuchi, Takuya Higashi, Hirotake Kajii, Akihiko Fujii and Masanori Ozaki
    • 学会等名
      27th International Liquid Crystal Conference (ILCC 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Selective Crystal Growth in Bar-coated Thin Film of Polymorphic Alkyl-substituted Phthalocyanine2018

    • 著者名/発表者名
      Mitsuhiro Nakatani, Yuta Yabuuchi, Ryo Ishiura, Masashi Ohmori, Genya Uzurano, Shusaku Nagano, Akihiko Fujii, and Masanori Ozaki
    • 学会等名
      27th International Liquid Crystal Conference (ILCC 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] High Performance Perovskite Solar Cell Utilizing Dopant-free Hole Transport Layer of Alkyl-substituted Phthalocyanine2018

    • 著者名/発表者名
      Q. Dao, M. Gi, A. Fujii, R. Tsuji, Y. Takeoka, and M. Ozaki
    • 学会等名
      27th International Liquid Crystal Conference (ILCC 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Homeotropic Alignment and Carrier Transport in Non-peripherally Hexyl-substituted Phthalocyanine Thin Film2018

    • 著者名/発表者名
      Yuki Nishikawa, Masashi Ohmori, Masaya Kurokawa, Akihiko Fujii and Masanori Ozaki
    • 学会等名
      27th International Liquid Crystal Conference (ILCC 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Liquid crystalline phase transitions and carrier mobility for non-peripheral type of mesogenic phthalocyanine analogues : from phthalocyanine to benzoporphyrin2018

    • 著者名/発表者名
      Lydia Sosa-Vargas, Hiromichi Itani, Quang-Duy Dao, Andrew N. Cammidge, Michael J. Cook, Akihiko Fujii, Masanori Ozaki and Yo Shimizu
    • 学会等名
      27th International Liquid Crystal Conference (ILCC 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ambipolar Carrier Transport of Liquid Crystalline Phthalocyanine Copper Complex2018

    • 著者名/発表者名
      Ken Watanabe, WooJin Kim, Masataka Fujisaki, Norimitsu Tohnai, Akihiko Fujii, and Masanori Ozaki
    • 学会等名
      27th International Liquid Crystal Conference (ILCC 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Sandwich-Cell-Type Organic Solar Cells Utilizing Columnar Liquid Crystalline Phthalocyanine2018

    • 著者名/発表者名
      Akihiko Fujii, Yuya Nakata, Toshiki Usui, Gilles De Romeo Banoukepa, Yuki Nishikawa, Fabien Nekelson, Yo Shimizu, and Masanori Ozaki
    • 学会等名
      27th International Liquid Crystal Conference (ILCC 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Carrier Transport and Device applications of Liquid-crystalline Non- peripheral Octaalkylphthalocyanine2018

    • 著者名/発表者名
      M. Ozaki and A.Fujii
    • 学会等名
      International School of Liquid Crystals 25th Course, “A Scientific Journey in the World of Liquid Crystals and Beyond”, A Workshop to Celebrate Claudio Zannoni's 70th Birthday
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Solution-Process Fabrication and Anisotropic Properties of Uniaxially Oriented Thin Film Utilizing Polymorphic Alkyl-substituted Phthalocyanines2018

    • 著者名/発表者名
      A. Fujii, T. Kitagawa, M. Nakatani, Y. Anzai, M. Ohmori, H. Kajii, and M. Ozaki
    • 学会等名
      India-Japan Workshop on Biomolecular Electronics and Organic Nanotechnology for Environment Preservation-2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Three-dimensional X-ray crystal structure analysis and electrical anisotropy of solution-processed oriented thin film utilizing liquid crystalline phthalocyanine2018

    • 著者名/発表者名
      M. Ohmori, M. Nakatani, M. Yoneya, A. Fujii, M. Ozaki
    • 学会等名
      SPIE Photonics west 2018
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] カラムナー液晶性半導体の薄膜中におけるホメオトロピック配向過程の評価と光電変換特性2018

    • 著者名/発表者名
      大森雅志、黒川 真紗也、西川裕己、藤井彰彦、尾崎雅則
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] アルキルフタロシアニンの結晶多形と結晶間熱相転移挙動2018

    • 著者名/発表者名
      大森雅志、中野知佳、米谷 慎、藤井彰彦、尾崎雅則
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 接種凍結法により作製される高分子添加液晶性フタロシアニン配向薄膜におけるクラック抑制効果2018

    • 著者名/発表者名
      北川貴大、ラマナナリヴォミハリフィデラナ、藤井彰彦、尾﨑雅則
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 溶液媒介多形転移により作製したフタロシアニン誘導体単結晶薄膜の光学異方性と電気的性質2018

    • 著者名/発表者名
      安西佑策、東卓也、梶井博武、藤井彰彦、尾﨑雅則
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Non-peripheral型オクタヘキシルフタロシアニン銅錯体の両極性キャリア輸送に関する考察2018

    • 著者名/発表者名
      渡辺健、渡辺光一、藤内 謙光、藤井彰彦、尾﨑雅則
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Fabrication of Single-Crystalline Thin-Film Utilizing Liquid-Crystalline Alkyl-Substituted Phthalocyanine2017

    • 著者名/発表者名
      A. Fujii, T. Kitagawa, Y. Anzai, M. Nakatani, M. Ohmori, H. Kajii and M. Ozaki
    • 学会等名
      2017 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Temperature Dependence of Carrier Mobility on Non-peripherally Octahexyl-substituted Copper Phthalocyanine2017

    • 著者名/発表者名
      K. Watanabe, K. Watanabe, N. Tohnai, A. Fujii, and M. Ozaki
    • 学会等名
      2017 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Organic Solar Cells Utilizing Non-Peripheral Octahexylphthalocyanine and its Analogues2017

    • 著者名/発表者名
      A. Fujii, Q. D. Dao, M. Yoneya, Y. Shimizu and M. Ozaki
    • 学会等名
      27th International Photovoltaic Science and Engineering Conference (PVSEC-27)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Study on Carrier Mobility in Hexyl-substituted Phthalocyanine Thin Film Utilizing Photo-CELIV Method2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Nishikawa, Nakata, S. Ikehara, A. Fujii, M. Ozaki
    • 学会等名
      Global Nanophotonics 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] アルキルフタロシアニン配向薄膜を用いた電界効果トランジスタの作製とカラムナー構造に基づく電気的異方性2017

    • 著者名/発表者名
      大森雅志、中谷光宏、梶井博武、藤井彰彦、尾崎雅則
    • 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] 結晶多形を有するペンチルフタロシアニンのバーコート薄膜における分子配向および結晶構造評価2017

    • 著者名/発表者名
      中谷光宏、大森雅志、藤井彰彦、尾﨑雅則
    • 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] 接種凍結に伴う液晶性フタロシアニンの分子配向における高分子添加効果2017

    • 著者名/発表者名
      北川貴大、ラマナナリヴォミハリフィデラナ、藤井彰彦、尾﨑雅則
    • 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] 結晶成長を伴うペンチルフタロシアニンのバーコート製膜における多形選択性2017

    • 著者名/発表者名
      中谷光宏、大森雅志、藤井彰彦、尾崎雅則
    • 学会等名
      電子情報通信学会有機エレクトロニクス研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 液晶性フタロシアニンを用いたサンドイッチセル型太陽電池デバイス2017

    • 著者名/発表者名
      仲田 裕哉、臼井稔喜、西川裕己、Fabien Nekelson、清水 洋、藤井彰彦、尾﨑雅則
    • 学会等名
      子情報通信学会有機エレクトロニクス研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 接種凍結を利用した液晶性フタロシアニン配向薄膜の作製における高分子添加効果2017

    • 著者名/発表者名
      北川貴大、ラマナナリヴォミハリフィデラナ、藤井彰彦、尾﨑雅則
    • 学会等名
      平成29年電気関係学会関西連合大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 溶液媒介多形転移によるフタロシアニン誘導体の単結晶薄膜成長と電気的性質2017

    • 著者名/発表者名
      安西佑策、東卓也、梶井博武、藤井彰彦、尾崎雅則
    • 学会等名
      第27 回日本MRS 年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Non-peripheral 型オクタヘキシル置換フタロシアニン銅錯体の電荷移動度における温度依存性2017

    • 著者名/発表者名
      渡辺 健、渡辺光一、藤内謙光、藤井彰彦、尾崎雅則
    • 学会等名
      第27 回日本MRS 年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考]

    • URL

      https://moleculargardens.cnrs.fr/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-07-21   更新日: 2020-03-30  

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