研究課題/領域番号 |
22K14604
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研究種目 |
若手研究
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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
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研究機関 | 京都大学 |
研究代表者 |
塩谷 暢貴 京都大学, 化学研究所, 助教 (60822963)
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研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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配分額 *注記 |
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2024年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2023年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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キーワード | 赤外分光法 / 高分解能 / 有機半導体 / アルカン / 薄膜 / 伸縮振動 / 結晶多形 / 薄膜相 / X線回折 |
研究開始時の研究の概要 |
有機エレクトロニクスの分野では,優れた電荷輸送特性を示す有機半導体の開発は活発に行われている一方で,デバイス特性に直結する薄膜中の凝集構造の理解は出遅れている.特に,電荷輸送にとって最も重要な“基板界面に存在する単分子膜の構造”は未だに想像の域を脱していない.実際に,このような単分子膜の構造を解析した研究例はいくつかあるものの,基板界面で特異的に生じる結晶相(単分子膜相)の存在の有無は未解決問題として残っている.本課題では,種々の機能性有機材料に対して単分子膜相の存在を実証すること目指す.
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研究実績の概要 |
本年度は,本課題の目標である“単分子膜構造の可視化”に向けて,それを可能にする解析手法の構築に取り組んだ.具体的には,分子パッキングの微細な違いも見逃すことなく議論するために,赤外スペクトルの固体測定で伝統的に使われる波数分解(~4 cm-1)の見直しから行った.その結果,主要な有機半導体の多結晶材料においては,想像よりも遥かに鋭い振動バンドを与えることがわかり,従来の波数分解では正確な構造情報を得るのに不十分であることが判明した.実測に基づいて,有機材料の凝集構造を議論するための最適な波数分解を決定するとともに,質の高いスペクトルを得るための偏光や入射角,基板材質などの測定条件も整理した. 上記の研究と並行して,直鎖アルカンをモデル化合物として選び,単分子膜構造を識別する鍵となる振動バンドを調べた.その結果,CH伸縮振動バンド領域を詳しく解析することで,メチレン基とメチル基の構造を切り分けて議論できることを明らかにした.実際に,高性能有機半導体材料であるPh-BTBT-C10の薄膜の赤外スペクトルを測定すると,確かに相転移に応じてこれらの振動バンドが敏感に変化した. 以上のようにして,本年度は単分子膜構造を解明するための解析手法の構築を行った.それに伴い,凝集相の赤外スペクトルを測定する際の波数分解に関する従来の認識を一新できたことは,これまで見逃されてきた構造情報を掘り起こすことにつながるため,重要である.
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現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
初年度の目標としていた解析手法の構築に関してはほぼ予定通り進行したことに加えて,本課題を遂行するうえで重要となるマーカーバンドの発見を想定以上に早い段階で発見できたため.
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今後の研究の推進方策 |
X線回折を用いた高分解測定を構築し,赤外分光法と併用することで,単分子膜構造の解明を行う.
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