| 研究課題/領域番号 |
19K05265
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分29020:薄膜および表面界面物性関連
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| 研究機関 | 静岡大学 |
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研究代表者 |
松原 亮介 静岡大学, 工学部, 助教 (60611530)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019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 | 有機薄膜 / 薄膜成長 / 有機半導体 / n-アルカン / 水晶振動子マイクロバランス / 微小角入射X線回折 / 核形成 / 水晶振動子マイクロバランス法 / X線回折 / in-situ解析 / X線散乱 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
有機半導体は弱い相互作用であるVan-der-Waals力に由来する薄膜結晶成長の自由度の高さを特徴とするが、薄膜成長過程における分子配向や成長様式の決定機構は十分には理解されていない。研究代表者はこれまでに、有機半導体の薄膜形成過程において準安定な前駆体を経由して安定核が生成することを見出している。本研究では、研究代表者のグループで考案した水晶振動子マイクロバランス法による吸着過程の評価に加えて放射光X線散乱との同時in-situ測定を行うことで、前駆体の内部構造やサイズを明らかにし、有機半導体薄膜の配向や成長様式へどのような影響を及ぼしているのかを明らかにすることを目的とする。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、水晶振動子マクロバランス（QCM）と二次元微小角入射X線回折（2D-GIXD）の同時その場測定により、有機半導体薄膜の薄膜成長初期段階における構造形成過程を明らかにすることを目的とした。ペンタセンの薄膜成長初期におけるQCMによる分子吸着量および2D-GIXDによる回折ピークと散漫散乱の強度の時間変化から、安定核形成前の準安定状態の存在を確認した。さらに詳細な解析により、準安定核が非晶質クラスターであることを強く示唆する結果が得られた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では有機半導体薄膜成長初期過程において、先行研究で行った水晶振動子マイクロバランス(QCM)に加えて、二次元微小角入射X線回折(2D-GIXD)も同時に測定することに成功した。2D-GIXDとQCMの同時測定により、これまでQCMだけでは明らかにすることのできなかった有機半導体薄膜形成初期過程における準安定状態の存在やその構造を明らかにすることができた。これらは有機薄膜の分子配向や成長様式の決定メカニズム解明につながる学術的に重要な結果である。さらに、分子配向や成長様式は有機半導体デバイスの性能にも直結することから、応用に向けたデバイス作製条件の最適化にも貢献することが期待される。
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