Mgドープ半導体性C_<60>薄膜の構造と電気伝導の解明

• 研究課題/領域番号: 21560341
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 電子・電気材料工学
• 研究機関: 豊田工業大学
• 研究代表者: 小島 信晃 豊田工業大学, 大学院・工学研究科, 助教 (70281491)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2011年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2010年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2009年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: フラーレン / ドーピング / 半導体物性 / エピタキシャル成長 / 分子性固体 / 太陽電池 / 薄膜トランジスタ

研究概要

有機太陽電池や有機薄膜トランジスタなどのデバイス特性向上に向けた研究として、MgドープC_<60>薄膜材料に着目し、その構造、および電気伝導に関する評価を行った。その結果、MgドープC_<60>薄膜では、一部のC_<60>分子同士がダイマーやポリマーを形成すること、Mgを多量にドープすると、ポリマーの存在により結晶性が低下することが分かった。電気伝導度は、Mg濃度と結晶性の両方に依存し、Mgドープによりデバイス特性を向上させるためには、結晶性に優れた膜の作製が必要であることが示された。

研究成果

• [雑誌論文] Structural and Molecular Changes of C_<60> Thin Films with Incorporated Magnesium Atom (2012)
  • 著者名/発表者名: C. Morales, N. Kojima, S. Nishi, M. Yamaguchi
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 51
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural and Molecular Changes of C_<60> Thin Films with Incorporated Magnesium Atom (2012)
  • 著者名/発表者名: Crisoforo Morales, et al
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 51 号: 4S ページ: 04DK08-04DK08
  • DOI: 10.1143/jjap.51.04dk08
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrical Conduction Properties of Mg-doped C_<60> Films (2010)
  • 著者名/発表者名: N. Kojima, M. Natori, C. Morales, S. Nishi, M. Yamaguchi
  • 雑誌名: Proceedings of the 35th IEEE Photovoltaic Specialists Conference ページ: 1650-1652
• [雑誌論文] Growth Temperature Dependence of Structure in Mg-doped C_<60> Films (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Nishi, M. Natori, N. Kojima, C. Morales, M. Yamaguchi
  • 雑誌名: Proceedings of the 35th IEEE Photovoltaic Specialists Conference ページ: 1653-1656
• [雑誌論文] Effect of Doping with Magnesium on Structural, Optical and Electrical Properties of Epitaxial-Grown Mg-Doped C_<60> Thin Films (2010)
  • 著者名/発表者名: C. Morales, N. Kojima. Ogata, S. Nishi, M. Yamaguchi
  • 雑誌名: Proceedings of the 25th European Photovoltaic Solar Energy Conference/5th World Conference on Photovoltaic Energy Conversion ページ: 781-783
• [雑誌論文] Electrical and Structural Characterization of Epitaxial-grown Mg-doped C_<60> Thin Films (2010)
  • 著者名/発表者名: N. Kojima, M. Natori, M. Yamaguchi
  • 雑誌名: ECS Transactions 巻: 25(22) ページ: 7-11
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrical Conduction Properties of Mg-doped C_<60> Films (2010)
  • 著者名/発表者名: Nobuaki Kojima, et al.
  • 雑誌名: Proceedings of the 35th IEEE Photovoltaic Specialists Conference ページ: 1650-1652
• [雑誌論文] Growth Temperature Dependence of Structure in Mg-doped C_<60> Films (2010)
  • 著者名/発表者名: Seiji Nishi, et al.
  • 雑誌名: Proceedings of the 35th IEEE Photovoltaic Specialists Conference ページ: 1653-1656
• [雑誌論文] Effect of Doping with Magnesium on Structural, Optical and Electrical Properties of Epitaxial-Grown Mg-Doped C_<60> Thin Films (2010)
  • 著者名/発表者名: Crisoforo Morales, et al.
  • 雑誌名: Proceedings of the 25th European Photovoltaic Solar Energy Conference/5th World Conference on Photovoltaic Energy Conversion ページ: 781-783
• [雑誌論文] Electrical and Structural Characterization of Epitaxial-grown Mg-doped C_<60> Thin Films (2010)
  • 著者名/発表者名: Nobuaki Kojima, et al.
  • 雑誌名: ECS Transactions 25[22] ページ: 7-11
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel materials for high-efficiency solar cells (2009)
  • 著者名/発表者名: N. Kojima, M. Natori, H. Suzuki, M. Inagaki, Y. Ohshita, M. Yamaguchi
  • 雑誌名: Proc. Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers(SPIE) 巻: 7518
  • 査読あり
• [雑誌論文] Conductivity Improvement of Epitaxial-Grown Mg-Doped C_<60> Thin Films (2009)
  • 著者名/発表者名: N. Kojima, M. Natori, H. Suzuki, M. Yamaguchi
  • 雑誌名: Proc. 34th IEEE Photovoltaic Specialists Conference
• [雑誌論文] Conductivity Improvement of Epitaxial-Grown Mg-Doped C_<60> Thin Films (2009)
  • 著者名/発表者名: Nobuaki Kojima, et al.
  • 雑誌名: Proc.34th IEEE Photovoltaic Specialists Conference
• [雑誌論文] Novel materials for high-efficiency solar cells (2009)
  • 著者名/発表者名: Nobuaki Kojima, et al.
  • 雑誌名: Proc.Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers(SPIE) 7518
  • 査読あり
• [学会発表] Cross-Linking of C_<60> in Mg-Doped C_<60> Films (2011)
  • 著者名/発表者名: N. Kojima, C. Morales, M. Yamaguchi
  • 学会等名: 21st International Photovoltaic Science and Engineering Conference(PVSEC-21)
  • 発表場所: Hilton Fukuoka Sea Hawk, Japan
  • 年月日: 2011-12-01
• [学会発表] Infrared Spectra of Undoped and Mg-Doped C_<60> Films (2011)
  • 著者名/発表者名: C. Morales, N. Kojima, M. Yamaguchi
  • 学会等名: 21st International Photovoltaic Science and Engineering Conference(PVSEC-21)
  • 発表場所: Hilton Fukuoka Sea Hawk, Japan
  • 年月日: 2011-12-01
• [学会発表] Cross-Linking of C_<60> in Mg-Doped C_<60> Films (2011)
  • 著者名/発表者名: Nobuaki Kojima, et al
  • 学会等名: 21st International Photovoltaic Science and Engineering Conference (PVSEC-21)
  • 発表場所: Hilton Fukuoka Sea Hawk, Japan
  • 年月日: 2011-12-01
• [学会発表] Infrared Spectra of Undoped and Mg-Doped C_<60> Films (2011)
  • 著者名/発表者名: Crisoforo Morales, et al
  • 学会等名: 21st International Photovoltaic Science and Engineering Conference (PVSEC-21)
  • 発表場所: Hilton Fukuoka Sea Hawk, Japan
  • 年月日: 2011-12-01
• [学会発表] Crystalline quality variations in epitaxial-grown C_<60> thin films by magnesium atoms doping (2011)
  • 著者名/発表者名: C. Morales, N. Kojima, S. Nishi, N. Ogata, M. Yamaguchi
  • 学会等名: 2011 International Conference on Solid State Devices and Materials(SSDM 2011)
  • 発表場所: Nagoya, Japan
  • 年月日: 2011-09-29
• [学会発表] Crystalline quality variations in epitaxial-grown C_<60> thin films by magnesium atoms doping (2011)
  • 著者名/発表者名: Crisoforo Morales, et al
  • 学会等名: 2011 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM 2011)
  • 発表場所: Aichi Industry & Labor Center (WINC AICHI), Nagoya, Japan
  • 年月日: 2011-09-29
• [学会発表] MgドープによるC_<60>の構造変化に関する研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 尾形直紀、西誠治、小島信晃、クリソフォロ・モラーレス、山口真史
  • 学会等名: 第8回次世代の太陽光発電システムシンポジウム
  • 発表場所: じゅうろくプラザ(岐阜市)
  • 年月日: 2011-06-30
• [学会発表] Study of the degradation of crystalline quality by magnesium atoms in C_<60> thin films epitaxially grown (2011)
  • 著者名/発表者名: C. Morales, N. Kojima, S. Nishi, N. Ogata, M. Yamaguchi
  • 学会等名: 第8回次世代の太陽光発電システムシンポジウム
  • 発表場所: じゅうろくプラザ(岐阜市)
  • 年月日: 2011-06-30
• [学会発表] Polymer Formation in Conductive Mg-doped C_<60> Films (2011)
  • 著者名/発表者名: N. Kojima, S. Nishi, C. Morales, M. Yamaguchi
  • 学会等名: 37th IEEE Photovoltaic Specialists Conference(PVSC37)
  • 発表場所: Washington State Convention Center, Seattle, USA
  • 年月日: 2011-06-21
• [学会発表] Polymer Formation in Conductive Mg-doped C_<60> Films (2011)
  • 著者名/発表者名: Nobuaki Kojima, et al
  • 学会等名: 37th IEEE Photovoltaic Specialists Conference (PVSC37)
  • 発表場所: Washington State Convention Center, Seattle, USA
  • 年月日: 2011-06-21
• [学会発表] Conductivity and cristallie quality variations by magnesium atoms doping in epitaxial-grown C_<60> thin films (2010)
  • 著者名/発表者名: C. Morales, N. Kojima, S. Nishi, N. Ogata, M. Yamaguchi
  • 学会等名: 2010 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies(PACIFICHEM2010)
  • 発表場所: Hawaii Convention Center(Honolulu, USA)
  • 年月日: 2010-12-17
• [学会発表] Conductivity and cristallie quality variations by magnesium atoms doping in epitaxial-grown C_<60> thin films (2010)
  • 著者名/発表者名: Crisoforo Morales, et al.
  • 学会等名: 2010 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (PACIFICHEM2010)
  • 発表場所: Hawaii Convention Center (Honolulu, USA)
  • 年月日: 2010-12-17
• [学会発表] Structural change of C_<60> Films by Mg doping (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Nishi, N. Kojima, C. Morales, M. Yamaguchi
  • 学会等名: 第39回フラーレン・ナノチューブ総合シンポジウム
  • 発表場所: 京都大学百周年記念ホール(京都)
  • 年月日: 2010-09-07
• [学会発表] Conductivity Control of C_<60> Films by Mg-doping for Solar Cell Applications (2010)
  • 著者名/発表者名: N. Kojima
  • 学会等名: International Union of Materials Research Societies-International Conference on E1ectronic Materials 2010(lUMRS-ICEM2010)<招待講演>
  • 発表場所: KINTEX(Seoul, Korea)
  • 年月日: 2010-08-24
• [学会発表] Conductivity Control of C_<60> Films by Mg-doping for Solar Cell Applications (2010)
  • 著者名/発表者名: Nobuaki Kojima
  • 学会等名: International Union of Materials Research Societies-International Conference on Electronic Materials 2010 (IUMRS-ICEM2010)
  • 発表場所: KINTEX (Seoul, Korea)(招待講演)
  • 年月日: 2010-08-24
• [学会発表] Structural Characterization of Mg-doped C_<60> for Solar Cell Applications (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Nishi, C. Morales, N. Kojima, M. Yamaguchi
  • 学会等名: Korea-Japan Top University League Workshop on Photovoltaics 2010(Top-PV2010)
  • 発表場所: KAIST(Daejeon, Korea)
  • 年月日: 2010-08-01
• [学会発表] Structural Characterization of Mg-doped C_<60> for Solar Cell Applications (2010)
  • 著者名/発表者名: Seiji Nishi, et al.
  • 学会等名: Korea-Japan Top University League Workshop on Photovoltaics 2010 (Top-PV2010)
  • 発表場所: KAIST (Daejeon, Korea)
  • 年月日: 2010-08-01
• [学会発表] MBE成長MgドープC_<60>薄膜の構造評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 西誠治、クリソフォロ・モラーレス、小島信晃、山口真史
  • 学会等名: 第7回次世代の太陽光発電システムシンポジウム
  • 発表場所: 北九州国際会議場(北九州)
  • 年月日: 2010-07-08
• [学会発表] Effect of crystalline quality on electrical properties in undoped and Mg-doped C_<60> films (2010)
  • 著者名/発表者名: C. Morales, N. Kojima, S. Nishi, N. Ogata, M. Yamaguchi
  • 学会等名: 第7回次世代の太陽光発電システムシンポジウム
  • 発表場所: 北九州国際会議場(北九州)
  • 年月日: 2010-07-08
• [学会発表] マイカ基板上MgドープC_<60>膜の高温成長による構造変化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 西誠治、名取雅人、小島信晃、山口真史
  • 学会等名: 第57回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東海大学湘南キャンパス(神奈川)
  • 年月日: 2010-03-17
• [学会発表] Structural change of Mg-doped C_<60> films along with growth temperature increasing (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Nishi, M. Natori, N. Kojima, M. Yamaguchi
  • 学会等名: 第38回フラーレン・ナノチューブ総合シンポジウム
  • 発表場所: 名城大学(名古屋)
  • 年月日: 2010-03-03
• [学会発表] Electrical and Structural Characterization of Epitaxial-grown Mg-doped C_> 60> Thin Films (2009)
  • 著者名/発表者名: N. Kojima, M. Natori, M. Yamaguchi
  • 学会等名: 216th Electrochemical Society Meeting
  • 発表場所: Austria Center Vienna(Vienna, Austria)
  • 年月日: 2009-10-06
• [学会発表] Electrical and Structural Characterization of Epitaxial-grown Mg-doped C_<60> Thin Films (2009)
  • 著者名/発表者名: Nobuaki Kojima, et al.
  • 学会等名: 216th Electrochemical Society Meeting
  • 発表場所: Austria Center Vienna(Vienna, Austria)
  • 年月日: 2009-10-06
• [学会発表] Behavior of the photocurrent on Mg-doped C_<60> films (2009)
  • 著者名/発表者名: C. Morales, N. Kojima, M. Natori, S. Nishi, M. Yamaguchi
  • 学会等名: 第37回フラーレン・ナノチューブ総合シンポジウム
  • 発表場所: つくば国際会議場(つくば)
  • 年月日: 2009-09-03
• [学会発表] Mg concentration dependence of conductivity in epitaxial-grown Mg-doped C_<60> thin films (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Natori, S. Nishi, N. Kojima, M. Yamaguchi
  • 学会等名: 第37回フラーレン・ナノチューブ総合シンポジウム
  • 発表場所: つくば国際会議場(つくば)
  • 年月日: 2009-09-01
• [学会発表] Novel materials for high-efficiency solar cells (2009)
  • 著者名/発表者名: N. Kojima, M. Natori, H. Suzuki, M. Inagaki, Y. Ohshita, M. Yamaguchi
  • 学会等名: Photonics and Optoelectronics Meetings(POEM) 2009<招待講演>
  • 発表場所: Huazhong University of Science and Technology(Wuhan, China)
  • 年月日: 2009-08-09
• [学会発表] Novel materials for high-efficiency solar cells<招待講演> (2009)
  • 著者名/発表者名: Nobuaki Kojima, et al.
  • 学会等名: Photonics and Optoelectronics Meetings(POEM)2009
  • 発表場所: Huazhong University of Science and Technology(Wuhan, China)
  • 年月日: 2009-08-09
• [学会発表] MgドープC_<60>エピタキシャル膜の導電率におけるMg濃度依存 (2009)
  • 著者名/発表者名: 名取雅人、小島信晃、山口真史
  • 学会等名: 第6回「次世代の太陽光発電システム」シンポジウム
  • 発表場所: 朱鷺メッセ(新潟)
  • 年月日: 2009-07-02
• [学会発表] Conductivity Improvement of Epitaxial-Grown Mg-Doped C_<60> Thin Films (2009)
  • 著者名/発表者名: N. Kojima, M. Natori, H. Suzuki, M. Yamaguchi
  • 学会等名: 34th IEEE Photovoltaic Specialists Conference
  • 発表場所: Philadelphia Marriott(Philadelphia, USA)
  • 年月日: 2009-06-09