| 研究課題/領域番号 |
22KJ2122
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| 補助金の研究課題番号 |
22J10717 (2022)
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 基金 (2023)
補助金 (2022) |
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| 応募区分 | 国内 |
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| 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 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
山本 達也 大阪大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)
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| 研究期間 (年度) |
2023-03-08 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
採択後辞退 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2023年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2022年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
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| キーワード | 光学応答 / 単一分子スケール / 光誘起力顕微鏡 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
有機分子膜の接合界面では、有機分子間で電荷移動が生じており、その振る舞いによってデバイス性能は大きく変化する。この電荷移動の仕方は分子配列、吸着サイトに大きく依存することが理論計算によって示されており、従って、接合界面における電荷移動の振る舞いを理解するためには、単一分子スケールで電荷移動現象を直接観察することが必要である。
本研究では、申請者が新たに開発した光を用いた計測手法を用いることで、有機分子膜接合界面での電荷移動現象を単一分子スケールで直接観察し、その分子配列依存性、吸着位置依存性を明らかにする。
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| 研究実績の概要 |
フラーレン/ペンタセンPN接合界面において、界面の電荷状態・光学応答を単一分子スケールで観測し、その分子配列依存性、吸着サイト依存性を解明した。この際、分子の配列状態・吸着状態を原子間力顕微鏡（AFM）、単一分子の電荷状態をケルビンプローブ顕微鏡（KPFM）、単一分子の光学応答を光誘起力顕微鏡（PiFM）を用いて観測した。AFMでは探針先端と試料分子との間に働くファンデルワールス力を計測することによって表面形状を観測し、KPFMでは探針と試料分子との間に電圧を印加した時に働く静電気力を計測することによって分子の電荷状態を観測し、PiFMでは探針試料分子間に光を照射したときに働く光誘起力を計測することによって分子の光学応答を観測した。
(1)AFMによるフラーレン分子のペンタセン薄膜に対する吸着サイトの解明：
ペンタセン薄膜表面に対してフラーレン分子を蒸着すると、フラーレンはペンタセン分子膜の欠陥内に入り込むことが分かった。またこの際フラーレンは、下層のペンタセン分子の間に吸着するもの（フラーレンＡ）と、下層のペンタセン分子直上に吸着するもの（フラーレンＢ）があることが分かった。
(2)AFM/KPFM/PiFMの同時計測によるフラーレン/ペンタセンPN界面の電荷状態・光学応答の単一分子スケール観察：
フラーレンAとフラーレンBに対してAFM/KPFM/PiFMの同時計測を行った。AとBに対してPiFM計測を行ったところ、分子内のPiFMの分布がAとBで異なっており、Aではフラーレン分子のの電子軌道の分布のように分布していたのに対して、Bでは全体的に広がって分布していた。これは、PN界面での電荷移動や界面双極子の有無によってフラーレン分子のエネルギー状態が変化したからであると考えられる。
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| 現在までの達成度 (段落) |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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