| 研究課題/領域番号 |
19K21955
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分21:電気電子工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
丸本 一弘 筑波大学, 数理物質系, 准教授 (50293668)
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| 研究期間 (年度) |
2019-06-28 – 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 |
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2021年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | 有機発光デバイス / 素子動作機構 / 電子スピン共鳴 / 発光電気化学セル / 有機イオントロ二クス / 有機イオントロニクス |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は、電子スピン共鳴（ESR）分光によるオペランド直接観測手法を用いて、発光電気化学セル（LEC）の素子動作機構を分子レベルの微視的な観点から解明し、それによりLECの更なる高特性化を目指すことを目的とする。LECのESR信号のスペクトル解析や密度汎関数理論計算により、素子駆動と共に発光材料にドーピングされた正孔や電子の電荷状態を解析する。そして、ESR信号と同時に測定した素子特性のバイアス依存性を測定し、それらの相関を研究する。これらの電荷状態や相関の分子・素子構造依存性を系統的に調べ、素子動作機構を解明する。それにより分子・素子構造の最適化を進め、素子の高特性化を達成する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、青色発光Hostポリマー、三重項-三重項消滅（TTA）ポリマー、それらブレンド膜のMixedポリマーを用いた発光電気化学セル（LEC）の素子駆動時（オペランド状態）での電子スピン共鳴（ESR）研究を行った。素子構造はITO透明陽極/発光層/Ag陰極である。オペランドESRにより、素子駆動時に電気化学ドーピングにより発光層にドーピングされた電荷由来のスピンを直接観測した。ESR解析からドーピング電荷の種類を同定し、その絶対数を評価し、LEC駆動時の電荷ドーピング進行過程を明らかにした。また、HostポリマーとTTAポリマーの比を変えたときの三重項励起子の形成状態と動作機構を研究した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
研究成果の学術的意義は、これまでの有機発光デバイスの研究では殆ど用いられていなかった電子スピン共鳴（ESR）分光を活用し、素子内部を微視的な視点から非破壊で素子動作時（オペランド状態）に観測し、素子動作機構を分子レベルで解明できるようになる点が挙げられる。従来手法では電荷ドーピング状態や形成過程等について直接的な観測が出来ず、素子中の電荷状態や動作機構等を微視的な視点から明らかに出来ない問題点があった。
研究成果の社会的意義は、オペランドESR研究から得られた素子動作機構に基づいて、分子・素子構造の最適化を行え、素子の高特性化が容易となる点が挙げられる。
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