量子ビーム・マイクロ波複合利用による有機半機半導体の電荷ナノダイナミクス

• 研究課題/領域番号: 20686064
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 原子力学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 佐伯 昭紀 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教 (10362625)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 24,180千円 (直接経費: 18,600千円、間接経費: 5,580千円); 2011年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円); 2010年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円); 2009年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円); 2008年度: 11,830千円 (直接経費: 9,100千円、間接経費: 2,730千円)
• キーワード: 放射線化学 / ビーム科学 / 量子ビーム / マイクロ波 / 有機半導体 / 電荷キャリア / 時間分解マイクロ波伝導度 / 光電気特性 / パイ共役分子 / 電荷キャリアダイナミクス / 有機エレクトロニクス材料 / パルスラジオリシス / 自己組織化材料 / 放射線工学・ビーム科学 / π共役分子 / レーザー発振 / 共役分子 / ドナー・アクセプター / 有機工レクトロニクス材料

研究概要

量子ビーム(主に光・電子線)とマイクロ波を複合利用することで、有機半導体材料中の電荷キャリアのナノ秒～ミリ秒におけるダイナミクスと、化学構造・膜組織構造との相関を研究した。測定システムの高度化・高性能化と解析法の開発により、単結晶有機半導体の高角度分解測定や、ホール・電子の移動度の寄与の分離、さらには電荷移動度の実験的完全定量が可能になった。これにより、高性能有機デバイスの実現に向けたキャリアダイナミクスの基礎科学を確立した。

研究成果

• [雑誌論文] Photoconductivity of Self-Assembled Hexabenzocoronene Nanotube : Insight into the Charge Carrier Mobilities on Local and Long-Range Scales (2011)
  • 著者名/発表者名: Saeki, Y. Yamamoto, Y. Koizumi, T. Fukushima, T. Aida, and S. Seki
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. Lett 巻: 2 ページ: 2549-2554
  • 査読あり
• [雑誌論文] Intramolecular Charge Carrier Mobility in Fluorene-Thiophene Copolymer Films Studied by Microwave Conductivity (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Saeki, T. Fukumatsu, and S. Seki
  • 雑誌名: Macromolecules 巻: 44 ページ: 416-3424
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct Evaluation of Intrinsic Optoelectronic Performance of Organic Photovoltaic Cells with Minimizing Impurity and Degradation Effects (2011)
  • 著者名/発表者名: A.Saeki, M.Tsuji, S.Seki
  • 雑誌名: Adv.Energy Mater. 巻: 1 号: 4 ページ: 661-669
  • DOI: 10.1002/aenm.201100143
  • 査読あり
• [雑誌論文] Geminate Charge Recombination in Liquid Alkane with Concentrated CCl4 : Effects of CCl4 Radical Anion and Narrowing of Initial Distribution of Cl- (2011)
  • 著者名/発表者名: A.Saeki, N.Yamamoto, Y.Yoshida, T.Kozawa
  • 雑誌名: J.Phys.Chem.A 巻: 115 号: 36 ページ: 10166-10173
  • DOI: 10.1021/jp205989r
  • 査読あり
• [雑誌論文] Intramolecular Charge Carrier Mobility in Fluorene-Thiophene Copolymer Films Studied by Microwave Conductivity (2011)
  • 著者名/発表者名: A.Saeki, T.Fukumatsu, S.Seki
  • 雑誌名: Macromolecules 巻: 44 号: 9 ページ: 3416-3424
  • DOI: 10.1021/ma2004844
  • 査読あり
• [雑誌論文] Supramolecular Linear Heterojunction Composed of Graphite-like Semiconducting Nanotubular Segments (2011)
  • 著者名/発表者名: Wei Zhang, Wusong Jin, Takanori Fukushima, Akinori Saeki, Shu Seki, Takuzo Aida
  • 雑誌名: Science 巻: 334 号: 6054 ページ: 340-343
  • DOI: 10.1126/science.1210369
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photogeneration of charge carrier correlated with amplified spontaneous emission in single crystals of a thiophene/ phenylene co-oligomer (2010)
  • 著者名/発表者名: A. Saeki, S. Seki, Y. Shimizu, T. Yamao, and S. Hotta
  • 雑誌名: J. Chem. Phys 巻: 132
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photogeneration of charge carrier correlated with amplified spontaneous emission in single crystals of a thiophene/phenylene co-oligomer (2010)
  • 著者名/発表者名: A.Saeki, S.Seki, Y.Shimizu, T.Yamao, S.Hotta
  • 雑誌名: J.Chem.Phys 132
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photogeneration of charge carrier correlated with amplified spontaneous emission in single crystals of a thiophene/phenylene co-oligomer (2010)
  • 著者名/発表者名: A.Saeki, S.Seki, Y.Shimizu, T.Yamao, S.Hotta
  • 雑誌名: J.Chem.Phys. 巻: 132
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hexabenzocoronene Graphitic Nanotube Appended with Dithienylethene Pendants : Photochromism for the Modulation of Photoconductivity (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.He, Y.Yamamoto, W.Jin, T.Fukushima, A.Saeki, S.Seki, N Ishii, T.Aida
  • 雑誌名: Adv.Mater. 巻: 22 ページ: 829-832
  • 査読あり
• [雑誌論文] Solution Phase Epitaxial Self-Assembly and High Charge-Carrier Mobility Nanofibers of Semiconducting Molecular Gelators (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Prasanthkumar, A.Saeki, S.Seki, A.Ajayaghosh
  • 雑誌名: J.Am.Chem.Soc. 巻: 132 ページ: 8866-8867
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ambipolar-transporting coaxial nanotubes with a tailored molecular graphene-fullerene heterojunction (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Yamamoto, G.Zhang, W.Jin, T.Fukushima, N.Ishii, A.Saeki, S.Seki, S.Tagawa, T.Minari, K.Tsukagoshi, T.Aida
  • 雑誌名: Proc.Natl.Acad.Sci 106 ページ: 21051-21056
  • 査読あり
• [雑誌論文] Impact of side-chain length on alternating current mobility of charge carriers in regioregular poly(3-alkylthiophene) films (2009)
  • 著者名/発表者名: A.Saeki, S.-i.Ohsaki, Y.Koizumi, S.Seki, S.Tagawa
  • 雑誌名: Synth.Met. 159 ページ: 1800-1803
  • 査読あり
• [雑誌論文] Conformational Relaxation of s-Conjugated Polymer Radical Anion on Picosecond Scale (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Ohnishi, A.Saeki, S.Seki, S.Tagawa
  • 雑誌名: J.Chem.Phys. 130
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ambipolar-transporting coaxial nanotubes with a tailored molecular graphene-fullerene heterojunction (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Yamamoto, G.Zhang, W.Jin, T.Fukushima, N.Ishii, A.Saeki, S.Seki, S.Tagawa, T.Minari, K.Tsukagoshi, T.Aida
  • 雑誌名: Proc.Natl.Acad.Sci. 106 ページ: 21051-21056
  • 査読あり
• [雑誌論文] Long-Lived Hole Stabilized at a Triphenylamine Core and Shielded by Rigid Phenylazomethine Dendrons : A Pulse Radiolysis Study (2008)
  • 著者名/発表者名: A. Saeki, S. Seki, N. Satoh, K. Yamamoto, and S. Tagawa
  • 雑誌名: J. Phys. Chem 巻: B112 ページ: 15540-15545
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrodeless Determination of Charge Carrier Mobility in Poly(3-hexylthiophene) Films Incorporating Perylenediimide as Photoconductivity Sensitizer and Spectroscopic Probe (2008)
  • 著者名/発表者名: A. Saeki, S. Ohsaki, S. Seki, and S. Tagawa
  • 雑誌名: J. Phys. Chem 巻: C112 ページ: 16643-16650
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mobility and Dynamics of Charge Carriers in Rubrene Single Crystals Studied by Flash-Photolysis Microwave Conductivity and Optical Spectroscopy (2008)
  • 著者名/発表者名: A. Saeki, S. Seki, T. Takenobu, Y. Iwasa, and S. Tagawa
  • 雑誌名: Adv. Mater. 巻: 20 ページ: 920-923
  • 査読あり
• [雑誌論文] Long-Lived Hole Stabilized at a Triphenylamine Core and Shielded by Rigid Phenylazomethine Dendrons : A Pulse Radiolysis Study (2008)
  • 著者名/発表者名: A.Saeki, S.Seki, N.Satoh, K.Yamamoto, S.Tagawa
  • 雑誌名: J.Phys.Chem.B 112 ページ: 15540-15545
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrodeless Determination of Charge Carrier Mobility in Poly(3-hexylthiophene) Films Incorporating Perylenediimide as Photoconductivity Sensitizer and Spectroscopic Probe (2008)
  • 著者名/発表者名: A.Saeki, S.Ohsaki, S.Seki, S.Tagawa
  • 雑誌名: J.Phys.Chem.C 112 ページ: 16643-16650
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mobility and Dynamics of Charge Carriers in Rubrene Single Crystals Studied by Flash-Photolysis Microwave Conductivity and Optical Spectroscopy (2008)
  • 著者名/発表者名: A.Saeki, S.Seki, T.Takenobu, Y.Iwasa, S.Tagawa
  • 雑誌名: Adv.Mater 20 ページ: 920-923
  • 査読あり
• [雑誌論文] Long-Lived Hole Stabilized at a Triphenylamine Core and Shielded by Rigid Phenylazomethine Dendrons : A Pulse Radiolvsis Study (2008)
  • 著者名/発表者名: A. Saeki, S. Seki, N. Satoh, K. Yamamoto, and S. Tagawa
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. B 112 ページ: 15540-15545
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrodeless Determination of Charge Carrier Mobility in Poly(3-hexylthiophene)Films Incorooratine Pervlenediimide as Photoconductivity Sensitizer and Spectroscopic Probe (2008)
  • 著者名/発表者名: A. Saeki, S. Ohsald, S. Seki, and S. Tagawa
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C 112 ページ: 16643-16650
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mobility and Dynamics of Charge Carriers in Rubrene Single Crystals Studied by Flash-Photolyss Microwave Conductivity and Optical Spectroscopy (2008)
  • 著者名/発表者名: A. Saeki, S. Seki, T. Takenobu, Y. Iwasa, and S. Tagawa
  • 雑誌名: Adv. Mater. 20 ページ: 920-923
  • 査読あり
• [学会発表] マイクロ波法によるデバイスレス有機薄膜太陽電池評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 佐伯昭紀
  • 学会等名: KAST講演会
  • 発表場所: 神奈川県川崎市(招待講演)
  • 年月日: 2012-03-08
• [学会発表] Direct Evaluation of Intrinsic Optoelectronic Performance of Organic Photovoltaic Cells with Minimizing Effects of Impurity and Degradation (2011)
  • 著者名/発表者名: A.Saeki, M.Tsuji, S.Seki
  • 学会等名: MRS Fall Meeting
  • 発表場所: Boston, USA
  • 年月日: 2011-11-28
• [学会発表] マイクロ波法(TRMC)によるP3HT:PCBM薄膜の電極レス光電気特性評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐伯昭紀・辻雅司・関修平
  • 学会等名: 2011高分子討論会
  • 発表場所: 岡山県岡山市
  • 年月日: 2011-09-28
• [学会発表] 時間分解測定による有機半導体材料の電荷ダイナミクス (2010)
  • 著者名/発表者名: 佐伯昭紀, 関修平
  • 学会等名: 2010年応用物理学会秋季大会・講演奨励賞受賞記念講演
  • 発表場所: 長崎
  • 年月日: 2010-09-15
• [学会発表] Photogeneration of Charge Carrier Correlated with Amplified Spontaneous Emission in Single Crystals of Thiophene/Phenylene Co-Oligomer (2010)
  • 著者名/発表者名: A.Saeki
  • 学会等名: ICSM2010 (International Conference on Science and Technology of Synthetic Metal 2010
  • 発表場所: 京都市
  • 年月日: 2010-07-04
• [学会発表] (Invited) Charge Carrier Dynamics in Organic Semiconductors Studied by Microwave Conductivity (2009)
  • 著者名/発表者名: A.Saeki, S.Seki, S.Tagawa
  • 学会等名: 42nd IUPAC Congress
  • 発表場所: Glasgow, UK
  • 年月日: 2009-08-05
• [学会発表] Charge Carrier Dynamics in Organic Semiconductors Studied by Microwave Conductivity (2009)
  • 著者名/発表者名: A. Saeki, S. Seki, and S. Tagawa
  • 学会等名: 42nd IUPAC Congress
  • 発表場所: Glasgow, UK
  • 年月日: 2009-08-02
• [学会発表] Charge dynamics in organic crystals, supermolecules, and dendrimers (2008)
  • 著者名/発表者名: A. Saeki, S. Seki, and S. Tagawa
  • 学会等名: PULS'2008(8th International Conference on Pulse Investigations in Chemistry, Biology and Physics)
  • 発表場所: Krakow, Poland(Invited)
  • 年月日: 2008-09-08
• [学会発表] Charge dynamics in organic crystals, supermolecules, and dendrimers (2008)
  • 著者名/発表者名: A. Saeki, S. Seki, and S. Tagawa
  • 学会等名: PULS' 2008(8th International Conference on Pulse Investigations in Chemistry, Biology and Physics)
  • 発表場所: Krakow, Poland
  • 年月日: 2008-09-06
• [学会発表] Charge dynamics in organic crystals, supermolecules, and dendrimers (2008)
  • 著者名/発表者名: A.Saeki, S.Seki, S.Tagawa
  • 学会等名: PULS'2008(8th International Conference on Pulse Investigations in Chemistry, Biology and Physics)
  • 発表場所: Krakow, Poland
  • 年月日: 2008-09-06
• [図書] "Nanoscale Charge Dynamics and Nanostructure Formation in Polymers", Charged Particle and Photon Interactions with Matter. Recent Advances, Applications, and Interfaces (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Saeki, S. Seki, K. Kobayashi, and S. Tagawa
  • 出版者: CRS Press
• [図書] "有機デバイスの非接触迅速診断技術",プリンテッドエレクトロニクス技術最前線 (2010)
  • 著者名/発表者名: 関修平, 麻野敦資, 本庄義人, 佐伯昭紀
  • 出版者: CMC出版
• [図書] "Ultrafast Pulse Radiolysis Methods" in Ch. 5, Recent Trends in Radiation Chemistry (2010)
  • 著者名/発表者名: J. Belloni, R. A. Crowell, Y. Katsumura, M. Lin, J.-L. Marignier, M. Mostafavi, Y. Muroya, A. Saeki, S. Tagawa, Y. Yoshida, V. De Waele, and J. F. Wishart
  • 出版者: World Scientific Pub Co Inc
• [図書] 有機デバイスの非接触迅速診断技術(プリンテッドエレクトロニクス技術最前線) (2010)
  • 著者名/発表者名: 関修平, 麻野敦資, 本庄義人, 佐伯昭紀
  • 出版者: CMC出版
• [図書] プリンテッドエレクトロニクス技術最前線(有機デバイスの非接触迅速診断技術) (2010)
  • 著者名/発表者名: 関修平, 麻野敦資, 本庄義人, 佐伯昭紀
  • 出版者: CMC出版(分担執筆)
• [図書] "マイクロ波による共役分子の分子内電荷移動度の定量"有機薄膜太陽電池の最新技術II (2009)
  • 著者名/発表者名: 関修平, 佐伯昭紀
  • 出版者: CMC出版
• [図書] "マイクロ波による共役ポリマー分子鎖の1次元伝導特性の電極レス評価",次世代共役ポリマーの超階層制御と革新機能 (2009)
  • 著者名/発表者名: 関修平, 佐伯昭紀
  • 出版者: CMC出版
• [図書] マイクロ波による共役分子の分子内電荷移動度の定量(有機薄膜太陽電池の最新技術II) (2009)
  • 著者名/発表者名: 関修平, 佐伯昭紀
  • 出版者: CMC出版
• [図書] マイクロ波による共役ポリマー分子鎖の1次元伝導特性の電極レス評価(次世代共役ポリマーの超階層制御と革新機能) (2009)
  • 著者名/発表者名: 関修平, 佐伯昭紀
  • 出版者: CMC出版
• [図書] 次世代共役ポリマーの超階層制御と革新機能"マイクロ波による共役ポリマー分子鎖の1次元伝導特性の電極レス評価" (2009)
  • 著者名/発表者名: 関修平, 佐伯昭紀(分担執筆)
  • 出版者: CMC出版
• [備考]
  • URL: http://www.chem.eng.osaka-u.ac.jp/~cmpc-lab/
• [備考]
  • URL: http://www.researcherid.com/rid/B-7756-2011
• [備考] Researcher ID
  • URL: http://www.researcherid.com/rid/B-7756-2011
• [備考] Home page
  • URL: http://www.chem.env.osaka-u.ac.ip/~cmpc-lab/
• [産業財産権] 導電性組成物 (2008)
  • 発明者名: 田川精一、佐伯昭紀、関修平、田中健太、東村秀之、栗田靖之
  • 権利者名: 住友化学株式会社・国立大学法人大阪大学
  • 産業財産権番号: 2008-163486
  • 出願年月日: 2008-06-23
• [産業財産権] 導電性組成物 (2008)
  • 発明者名: 田川精一, 佐伯昭紀, 関修平, 田中健太, 東村秀之, 栗田靖之
  • 権利者名: 住友化学株式会社・国立大学法人大阪大学
  • 産業財産権番号: 2008-163486
  • 出願年月日: 2008-06-23