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光電子イメージングによる高配向有機半導体分子薄膜の構造と電子状態の理解と制御

研究課題

研究課題/領域番号 20K15176
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分29020:薄膜および表面界面物性関連
研究機関立命館大学 (2021, 2023)
分子科学研究所 (2020)

研究代表者

長谷川 友里  立命館大学, 理工学部, 助教 (60829464)

研究期間 (年度) 2022-12-19 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード自己組織化分子膜 / 有機半導体低分子 / 角度分解光電子分光法 / 走査トンネル顕微鏡 / 光電子分光 / 有機半導体薄膜 / 有機半導体分子膜 / 角度分解光電子分光 / 配向分子膜 / 光電子波数顕微鏡 / 光電子運動量顕微鏡 / 有機半導体分子 / 薄膜構造 / 表面・界面物性
研究開始時の研究の概要

次世代の省エネルギーデバイスとして注目される有機半導体分子薄膜では,分子とその周辺との相互作用によって電子状態を変調することが期待される.一方で,弱い相互作用により形成される有機薄膜の構造制御は容易でない.本研究では,基板表面の原子レベルで規定された種々の構造をテンプレートに用い,有機半導体分子薄膜の成長機構を明らかにすることで高配向薄有機膜を実現する.得られた薄膜の光電子イメージングにより電子状態を計測し,相互作用が電子状態に及ぼす影響を明らかにすることで有機薄膜における新規電子状態創出の指針を得ることを目指す.

研究成果の概要

本研究課題では有機半導体薄膜を対象とし,角度分解光電子分光法により分子軌道のエネルギー・空間双方の情報を取得することができる実験系において,電子状態計測を試みた.このため,放射光を利用した角度分解光電子分光実験ステーションにおける高配向有機分子薄膜の新規な電子状態の検出,および基板のテンプレート効果を利用した高配向分子薄膜の成膜に取り組んだ.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究課題では,次世代デバイスとして注目されている有機半導体薄膜を対象とした構造と電子状態の制御研究を行った.新規な光電子分光計測法を開拓し,従来の手法では得難い,分子薄膜のエネルギー-波数空間の情報を効率的に取得することができた.また,本手法の計測に適した実験系の探索も進めた.今後,エネルギー-波数空間における電子状態を明らかにすることで,有機半導体薄膜の構造-電子状態制御手法の発展に貢献することが期待できる.

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2023 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 4件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] Center of Material Physics(スペイン)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Experimental Observation of Anisotropic Valence Band Dispersion in Dinaphtho[2,3-b:2′,3′-f]thieno[3,2-b]thiophene (DNTT) Single Crystals2021

    • 著者名/発表者名
      Takeuchi Riku、Izawa Seiichiro、Hasegawa Yuri、Tsuruta Ryohei、Yamaguchi Takuma、Meissner Matthias、Ideta Shin-ichiro、Tanaka Kiyohisa、Kera Satoshi、Hiramoto Masahiro、Nakayama Yasuo
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry C

      巻: 125 号: 5 ページ: 2938-2943

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.0c09239

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Insight into van der Waals interaction at the interface of pentacene/graphite2023

    • 著者名/発表者名
      Yuri Hasegawa, Takuma Yamaguchi, Matthias Meissner, Takahiro Ueba, Fabio Bussolotti, Shin-ichiro Ideta, Kiyohisa Tanaka, Susumu Yanagisawa, Satoshi Kera
    • 学会等名
      ECSCD15
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Proving weak electronic interaction between organic and inorganic materials: a study of pentacene monolayer on graphite2023

    • 著者名/発表者名
      Yuri Hasegawa, Takuma Yamaguchi, Matthias Meissner, Takahiro Ueba, Fabio Bussolotti, Shin-ichiro Ideta, Kiyohisa Tanaka, Susumu Yanagisawa, Satoshi Kera
    • 学会等名
      JVSS 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 弱い相互作用がpentacene/graphite 界面の電子状態に及ぼす影響2023

    • 著者名/発表者名
      長谷川友里,山口拓真,Matthias Meissner,上羽貴弘,Fabio Bussolotti,出田真一郎,田中清尚,柳澤将,解良聡
    • 学会等名
      UVSOR Symposium 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Pentacene/graphiteの低エネルギー二次電子角度分解光電子分光2021

    • 著者名/発表者名
      長谷川友里,山口拓真,Matthias Meissner,出田真一郎,田中清尚,柳澤将,解良聡
    • 学会等名
      第82回 応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Resonant photoemission spectroscopy of highly oriented coronene monolayer using photoelectron momentum microscope2021

    • 著者名/発表者名
      Yuri Hasegawa, Fumihiko Matsui, and Satoshi Kera
    • 学会等名
      13th International Symposium on Atomic Level Characterizations for New Materials and Devices '21
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Impact of weak electronic coupling on the electronic structure at the molecule/graphite interface2021

    • 著者名/発表者名
      Y. Hasegawa, T. Yamaguchi, M. Meissner, S. Ideta, K. Tanaka, S. Yanagisawa, and S. Kera
    • 学会等名
      The 10th Workshop on Advanced Spectroscopy of Organic Materials for Electronic Applications
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 光電子運動量顕微鏡を用いた高配向coronene単層膜の共鳴光電子分光2021

    • 著者名/発表者名
      長谷川友里、松井文彦、解良聡
    • 学会等名
      UVSORシンポジウム2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Pentacene/graphite界面における弱い相互作用が電子状態に及ぼす影響2021

    • 著者名/発表者名
      長谷川友里,山口拓真,M. Meisner,出田真一郎,田中清尚,柳澤将,解良聡
    • 学会等名
      UVSORシンポジウム2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] STM / ARPES / DFTによる環状分子クラウンエーテル分子膜における3d遷移金属吸着の研究2021

    • 著者名/発表者名
      根本 諒平、クリューガー ピーター、細貝 拓也、堀江 正樹、長谷川 友里、解良 聡、山田 豊和
    • 学会等名
      第68回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] STM / UPSによるCu(111)表面へのフェロセン アンモニウム吸着の研究2021

    • 著者名/発表者名
      西野 史、根本 諒平、後藤 悠斗、王 祺嫻、堀江 正樹、細貝 拓也、長谷川 友里、解良 聡、山田 豊和
    • 学会等名
      第68回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Dph-BTBTの伝導におけるHOMO-1の影響2021

    • 著者名/発表者名
      岩澤 柾人、長谷川 友里、野崎 美沙、栗原 俊平、大瀧 峻也、二木 かおり、石井 宏幸、佐々木 正洋、松井 文彦、解良 聡、山田 洋一
    • 学会等名
      第68回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 光電子運動量顕微鏡を用いた配向分子薄膜の光電子分光2020

    • 著者名/発表者名
      長谷川友里,松井文彦,解良聡
    • 学会等名
      UVSOR Synposium2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] 解良グループ

    • URL

      https://groups.ims.ac.jp/organization/kera_g/

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 極端紫外光研究施設UVSOR

    • URL

      https://www.uvsor.ims.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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