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シリコン表面に化学結合した共役系分子の電気伝導

研究課題

研究課題/領域番号 18041007
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関北陸先端科学技術大学院大学

研究代表者

村田 英幸  北陸先端科学技術大学院大学, マテリアルサイエンス研究科, 准教授 (10345663)

研究分担者 富取 正彦  北陸先端科学技術大学院大学, マテリアルサイエンス研究科, 教授 (10188790)
研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
5,100千円 (直接経費: 5,100千円)
2007年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
2006年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
キーワードアミノ基終端シリコン表面 / π共役係分子 / ナノコンタクト / ナノ材料 / 共役系分子
研究概要

本研究の目的は、シリコン基板上で垂直配向させたπ共役系分子をアミノ基を介した化学結合によって基板上に固定化し、基板-有機分子または有機分子-STM探針を連結する化学種が、分子を介した電子伝導にどの様に影響するかを解析することにある。
シリコン基板上にπ共役系分子を固定化するためには、Si(111)7x7の清浄表面上を超高真空中で作成したシリコン基板を大気開放せずに有機分子蒸着用の真空装置に搬送する必要があった。そこで、昨年度は試料搬送用真空装置を設計し既存の蒸着装置に追加した。検討の結果、搬送中にSi基板表面が汚染され正確な評価が困難であることが判明した。そこで平成19年度はこの点を改良する為に超高真空中でのSi清浄表面の作製とπ共役電子系分子の蒸着を超高真空中で一貫して作製し、そのまま超高真空STMによって観察できるように装置の改造を行った。作製した試料のSTM観察を行ったところ、Si(111)7x7表面構造を原子スケールで観察でき、またπ共役役系分子を反応させた後はπ共役役系分子が基板に対して垂直に配向した状態で吸着していることが分かった。興味深い事に、Si(111)7x7構造の中のレストアトムの位置に選択的にπ共役系分子が固定化されている事が分かった。化学結合の形成の有無をX線光電子分光法(XPS)によって解析したところ、Si表面のレストアトムと有機分子のアミノ基が反応しSi-N結合が形成している事が明らかになった。今回見られた、位置選択的な結合形成は、シリコン基板上に有機分子を特定の配列を持たせて固定化する際に有用な手法となると考えられる。

報告書

(2件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2008 2007

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (20件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Multi-Layer Polymer Light-Emitting Diodes Prepared by Vapor Deposition Polymerization of Polyazomethine Thin Film2008

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Itabashi, Masao Fukushima, Hideyuki Murata
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 47

      ページ: 1271-1275

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Controlling Open-Circuit Voltage of Organic Photovoltaic Cells by inserting thin layer of Zn-Phthalocyanine at pentacen/C60 interface2008

    • 著者名/発表者名
      Yoshiki Kinoshita, Taku Hasobe Hideyuki Murata
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 47

      ページ: 1234-1237

    • NAID

      210000064209

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 走査型プローブ顕微鏡にみる電圧印加のナノ力学的相互作用2008

    • 著者名/発表者名
      富取 正彦、新井 豊子
    • 雑誌名

      表面科学 29

      ページ: 239-245

    • NAID

      10021165886

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Formation of Ohmic hole injection by inserting an ultra-thin layer of molybdenum trioxide between indium tin oxide and organic hole-transporting layers2007

    • 著者名/発表者名
      Toshinori Matsushima, Yoshiki Kinoshita and Hideyuki Murata
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters 91

    • NAID

      120001009661

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Organic field effect transistors with dipole-polarized polymer gate dielectrics for control of threshold voltage2007

    • 著者名/発表者名
      Heisuke Sakai, Yoshikazu Takahashi, and Hideyuki Murata
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters 91

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Control of Open-Circuit Voltage in Organic Photovoltaic Cells by Inserting an Ultra-Thin Metal-Phthalocyanine Laye2007

    • 著者名/発表者名
      Yoshiki Kinoshita, Taku Hasobe, Hideyuki Murata
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters 91

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Atomic force microscope Si tip with Ge clusters with the capability of remoulding by heating2007

    • 著者名/発表者名
      Z. A. Ansari, T. Arai and M. Tomitori
    • 雑誌名

      Nanotechnology 18

      ページ: 84020-84025

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 正孔によるAlq3励起子の消光と蛍光寿命の減少2008

    • 著者名/発表者名
      加藤大輔, 村田英幸
    • 学会等名
      第55回応用物理学関連連合講演会
    • 発表場所
      日本大学船橋キャンパス千葉
    • 年月日
      2008-03-29
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 再結合領域のキャリアバランス変化が有機EL素子特性に及ぼす影響2008

    • 著者名/発表者名
      本田勇介, 加藤大輔, 松島敏則, 村田英幸
    • 学会等名
      第55回応用物理学関連連合講演会
    • 発表場所
      日本大学船橋キャンパス千葉
    • 年月日
      2008-03-29
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 超薄膜Mo03を用いたITOとa-NPD界面におけるオーミック接触の形成2008

    • 著者名/発表者名
      松島敏則, 木下慶紀, 村田英幸
    • 学会等名
      第55回応用物理学関連連合講演会
    • 発表場所
      日本大学船橋キャンパス千葉
    • 年月日
      2008-03-29
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 空間電荷分極を用いた有機電界効果トランジスタ閾値電圧のコントロール2008

    • 著者名/発表者名
      酒井平祐, 今野広大, 村田英幸
    • 学会等名
      第55回応用物理学関連連合講演会
    • 発表場所
      日本大学船橋キャンパス千葉
    • 年月日
      2008-03-29
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 超薄膜Mo03正孔注入層による右機EL素子の特性改善2008

    • 著者名/発表者名
      松島敏則, 木下慶紀, 村田英幸
    • 学会等名
      第55回応用物理学関連連合講演会
    • 発表場所
      日本大学船橋キャンパス千葉
    • 年月日
      2008-03-29
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] STMを用いたSi(111)7x7表面上の4,4''-Ddiamino-p-Tterphenylの観察2008

    • 著者名/発表者名
      西村高志, 板橋 敦, 村田英幸, 富取正彦, 新井豊子
    • 学会等名
      第55回応用物理学関連連合講演会
    • 発表場所
      日本大学船橋キャンパス千葉
    • 年月日
      2008-03-28
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 有機薄膜太陽電池のVocに対するMo03層の挿入効果2008

    • 著者名/発表者名
      金井喜洋, 木下慶紀, 村田英幸
    • 学会等名
      第55回応用物理学関連連合講演会
    • 発表場所
      日本大学船橋キャンパス千葉
    • 年月日
      2008-03-27
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Exciton quenching by accumulated holes OLEDs and its effect on the device efficiency2007

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Kato, Hideyuki Murata
    • 学会等名
      1st International Symposium on Ultimate Stability of Nano-structured Polymers and Composites
    • 発表場所
      石川ハイテク交流センター石川
    • 年月日
      2007-10-11
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Fabrication of transparent organic field effect transistors based on benzothiophene derivative2007

    • 著者名/発表者名
      Heisuke Sakai, Makoto Watanabe, Hideyuki Murata
    • 学会等名
      1st International Symposium on Ultimate Stability of Nano-structured Polymers and Composites
    • 発表場所
      石川ハイテク交流センター石川
    • 年月日
      2007-10-11
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Scanning tunneling microscopy observation of 4,4'-diamino-p-terphenyl on Si(1111)7x7 at room temperature2007

    • 著者名/発表者名
      Takashi Nishimura, Atsushi Itabashi, Hideyuki Murata, Toyoko Arai Masahiko Tomitori
    • 学会等名
      1st International Symposium on Ultimate Stability of Nano-structured Polymers and Composites
    • 発表場所
      石川ハイテク交流センター石川
    • 年月日
      2007-10-11
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Change of carrier balance as an intrinsic degradation mechanism of organiclight-emitting devices."(invited)2007

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki Murata
    • 学会等名
      Korea-Japan Joint Forum 2007 (KJF 2007)
    • 発表場所
      Seoul (Korea)
    • 年月日
      2007-09-29
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Intrinsic degradation mechanism of organic light-emitting devices fabricated underultra-high vacuum condition (Invited)2007

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki Murata
    • 学会等名
      SPIE Optics & Photonics
    • 発表場所
      San Diego, CA USA
    • 年月日
      2007-08-29
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 蒸着重合法による新規π共役系ポリアゾメチン薄膜の作製と有機EL素子への応用2007

    • 著者名/発表者名
      板橋 敦 村田英幸
    • 学会等名
      第56回高分子討論会
    • 発表場所
      名古屋工業大学、名古屋
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] シリコン基板に直接化学結合したπ共役系分子の形成2007

    • 著者名/発表者名
      板橋 敦, 中山智裕, 新井豊子, 富取正彦、村田英幸
    • 学会等名
      第54回応用物理学会 学術講演会
    • 発表場所
      北海道工業大学、札幌
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Mo03層を陽極バッファー層に用いた高効率有機薄膜太陽電池2007

    • 著者名/発表者名
      木下慶紀、村田英幸
    • 学会等名
      第54回応用物理学会 学術講演会
    • 発表場所
      北海道工業大学、札幌
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] TPD:Alq3混合層中における正電荷によるAlq3励起子の失活現象2007

    • 著者名/発表者名
      加藤大輔、村田英幸
    • 学会等名
      第54回応用物理学会 学術講演会
    • 発表場所
      北海道工業大学、札幌
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] ペンタセンをホール注入層とした低駆動電圧有機EL素子2007

    • 著者名/発表者名
      松島敏則、村田英幸
    • 学会等名
      第54回応用物理学会 学術講演会
    • 発表場所
      北海道工業大学、札幌
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Achieving excellent stability in organic light-emitting devices (Invited)2007

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki Murata
    • 学会等名
      The 10th Asia Pacific Physics Conference
    • 発表場所
      Pohang, Korea
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Efficient Organic Solar Cells by means of Interface Engineering (Invited)2007

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki Murata
    • 学会等名
      Organic and Inorganic Electronic Materials and Related Nanotechnologies (EM-NANO)
    • 発表場所
      長野
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 蒸着重合法によるポリアゾメチン薄膜の作製と積層型高分子EL素子への応用2007

    • 著者名/発表者名
      板橋 敦、福嶋雅生、村田英幸
    • 学会等名
      第54回応用物理学関連連合講演会
    • 発表場所
      青山学院大学、東京
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] Applied Scanning Probe Methods Vol. VIII, IX, X2008

    • 著者名/発表者名
      B. Bhushan, H. Fuchs and M. Tomitori
    • 総ページ数
      306
    • 出版者
      Springer-Verlag, Berlin
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2018-03-28  

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