| 研究課題/領域番号 |
18K14301
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分35030:有機機能材料関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人理化学研究所 |
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研究代表者 |
中野 恭兵 国立研究開発法人理化学研究所, 創発物性科学研究センター, 研究員 (00726896)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2018年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
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| キーワード | ヘテロ界面 / 光電子収量測定 / 状態密度分布 / 電荷移動度 / 電荷再結合 / バルクヘテロジャンクション / 平面積層構造 / 有機半導体 / 電子状態 / 光電変換 / 過渡電気測定 / 光電子分光 / 有機太陽電池 / 有機光電変換 / 過渡光測定 / インピーダンス分光 / 電荷寿命 / 電荷量 / ヘテロ構造 / 太陽電池 / 再結合過程 / 電気的評価 / 有機薄膜太陽電池 / デバイス物理 / 界面物理 |
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| 研究成果の概要 |
1. 有機半導体ヘテロ界面における電荷量と電荷寿命を評価する手法の妥当性を検証した。この測定における鍵は素子の幾何容量とヘテロ界面積の大小であり、幾何容量が無視できない場合には測定結果が正しくない場合があることを実験的に示した。
2. 多数のヘテロ界面を系統的に検証することで、有機光電変換の電荷生成効率を律速する要因を明らかにした。
3. 半導体材料の占有準位の状態密度分布を低密度まで評価する手法を開拓した。この手法を用いて高分子半導体のホール移動度に大きな影響を持つ要素を明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
1. 幾何容量の影響を適切に取り扱えば、ヘテロ界面の電荷量・電荷寿命を正しく評価できることが示された。今後は正確な評価にもとづいてヘテロ界面と再結合過程の関連を議論できるようになる。
2. 電荷生成効率は材料の一重項励起状態のエネルギーと電荷移動状態のエネルギーの差に強く依存していた。これは有機太陽電池コミュニティで長らく信じられてきたことに反しており、有機光電変換の新たな理解につながる結果である。
3. 本手法により、一般的に利用可能な装置で状態密度を簡便に評価できるようになった。状態密度の情報は将来の分子設計指針を大きく変える可能性がある。
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