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弾性変形によるマックスウェル・ワグナー効果の光第二次高調波測定と新規有機素子機能

研究課題

研究課題/領域番号 23860020
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分補助金
研究分野 電子・電気材料工学
研究機関東京工業大学

研究代表者

山本 哲也  東京工業大学, 理工学研究科, 助教 (40610027)

研究期間 (年度) 2011-08-24 – 2013-03-31
研究課題ステータス 採択後辞退 (2012年度)
配分額 *注記
2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2012年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2011年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード有機トランジスタ / Maxwell-Wagner効果 / 弾性変形 / EFISHG法
研究概要

本研究課題の目的は、フレキシブルな有機電子素子を変形した時のキャリア挙動の変化を電界誘起光第二次高調波測定(EFISHG)による実験とマックスウェル-ワグナー(MW)理論を拡張した理論解析を組み合わせることによって明らかにすることである。
本年度は、フレキシブルな有機電界効果トランジスタ(OFET)に弾性変形を加えると、MW効果によってチャネル部に蓄積する電荷密度が変化することを、弾性体理論と誘電体理論(MW理論)を組み合わせて説明することに成功した。弾性体理論とMW理論は物理学の異なる分野であり、それらを組み合わせるのは困難であるが、弾性変形に伴って幾何形状が変化した素子の内部の電界を曲がった座標で解析することによってこの問題を解決した。OFETのような有機素子では、素子の幾何形状の変化だけでなく、変形に伴って素子内部の誘電率・移動度の変化も蓄積電荷密度に寄与する。本研究では、有機電子素子は、物質の幾何形状によって蓄積電荷密度が決定する多くのMW系とは異なり、変形に伴う材料パラメータの変化も蓄積電荷密度とチャネルを横切って流れるドレイン電流に重要な役割を果たす系であることを明らかにした。本理論は、電気的測定によってOFETの変形に伴う特性変化を評価する時に用いるモデルとして有用である。本研究は、Journal of Applied Physicsに掲載された。
実験的には、TIPSペンタセンという材料を用いてOFETを作成し、EFISHGを用いて評価を行った。TIPSペンタセンで作成した有機活性層はマイクロメートルオーダーのドメインを形成する。変形を加えない時おいて、有機活性層に注入されたキャリアがドメインによって散乱される様子を観測することができた。現在、OFETを変形した時のキャリア挙動の変化を、EFISHG法を用いて調べている。

報告書

(1件)
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Mechanical strains modulate the carrier behaviors of organic field effect transistors2012

    • 著者名/発表者名
      T. Yamamoto
    • 雑誌名

      J. Appl. Phys.

      巻: 111 号: 5

    • DOI

      10.1063/1.3689761

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 弾性歪みによる有機トランジスタのキャリア挙動の変化の解析2012

    • 著者名/発表者名
      山本哲也、阿部洋平、田口大、間中孝彰、岩本光正
    • 学会等名
      2012年・春季(第59回)応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2012-03-17
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 水面上単分子膜ドメインが蓄積する静電エネルギーのFrank弾性エネルギーと異方的線張力への寄与2011

    • 著者名/発表者名
      山本哲也、間中孝彰、岩本光正
    • 学会等名
      2011年・秋季(第72回)応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      山形大学小白川キャンパス
    • 年月日
      2011-09-01
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2011-09-05   更新日: 2019-07-29  

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