電子スピン共鳴電流を利用した新規有機スピンデバイスの開発と基盤技術の創生

• 研究課題/領域番号: 25288117
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: デバイス関連化学
• 研究機関: 大阪市立大学
• 研究代表者: 鐘本 勝一 大阪市立大学, 大学院理学研究科, 准教授 (40336756)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 19,110千円 (直接経費: 14,700千円、間接経費: 4,410千円); 2015年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円); 2014年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2013年度: 11,830千円 (直接経費: 9,100千円、間接経費: 2,730千円)
• キーワード: 電子スピン共鳴 / ESR / 変位電流 / 電流検出ESR / トラップ / 有機半導体 / 誘起電流

研究成果の概要

本申請では、最近申請者が発見した、空気処理された有機半導体における電子スピン共鳴誘起電流に対し、その発生機構の解明及び素子展開への技術開発を行った。分光技術を融合させることで、この機能が、トラップサイトに捕獲されたキャリヤに由来することを明らかにした。また、これらの系が光照射下において磁場キャパシタンス応答を示すことを明らかにした。空気処理した有機半導体の系においてこの効果が観測されることを示した初めての例である。さらに、電子スピン共鳴操作により、電気容量（誘電率）が変化することを実証した。観測された変化率は0.14%であったが、過去の報告例を遥かに超えるもので最高値であった。

研究成果

• [雑誌論文] Displacement Current Induced by Electron Spin Resonance in Organic Semiconductor (2015)
  • 著者名/発表者名: Katsuichi Kanemoto, Takayuki Nakajima
  • 雑誌名: Molecular Crystals and Liquid Crystals 巻: 622 号: 1 ページ: 129-133
  • DOI: 10.1080/15421406.2015.1105048
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Direct monitoring of bias-dependent variations in the exciton formation ratio of working organic light emitting diodes (2015)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Takahashi, Katsuichi Kanemoto, Mariko Kanenobu, Yuta Okawauchi, Hideki Hashimoto
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 5 号: 1
  • DOI: 10.1038/srep15533
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] Capacitance-Variation Induced by Electron Spin Resonance in Organic Semiconductors (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Kanemoto and T. Nakajima
  • 学会等名: The 9th Japanese-Russian International Workshop on Open Shell Compounds and Molecular Spin Devices
  • 発表場所: 淡路夢舞台国際会議場（兵庫県淡路市）
  • 年月日: 2015-11-08
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 電子スピン共鳴によって誘起されるポリマーダイオードの電気容量変化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 中嶋敬幸, 鐘本勝一
  • 学会等名: 日本物理学会2015年秋季大会
  • 発表場所: 関西大学（大阪府吹田市）
  • 年月日: 2015-09-16
• [学会発表] Capacitance Variation Induced by Electron Spin Resonance in Organic Semiconductors. (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Kanemoto and T. Nakajima
  • 学会等名: 3rd Awaji International Workshop on “Electron Spin Science & Technology
  • 発表場所: 淡路夢舞台国際会議場（兵庫県淡路市）
  • 年月日: 2015-06-14
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] ポリマーダイオードにおける電気容量の磁場効果 (2015)
  • 著者名/発表者名: 中嶋 敬幸, 鐘本 勝一
  • 学会等名: 第62回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 東海大学湘南キャンパス（神奈川県平塚市）
  • 年月日: 2015-03-11 – 2015-03-14
• [学会発表] Spin Pairs in Polymer Light Emitting Diodes Studied by Electrically and Electroluminescence Detected Magnetic Resonance Techniques (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Kanemoto and K. Kimura
  • 学会等名: 5th International Meeting on Spin in Organic Semiconductors
  • 発表場所: イーグレ姫路（兵庫県姫路市）
  • 年月日: 2014-10-13 – 2014-10-17
• [学会発表] Displacement Current Induced by Electron Spin Resonance in Organic Semiconductor (2014)
  • 著者名/発表者名: Katsuichi Kanemoto, Takayuki Nakajima
  • 学会等名: KJF-International Conference on Organic Materials for Electronics and Photonics
  • 発表場所: つくば国際会議場（茨城県つくば市）
  • 年月日: 2014-09-21 – 2014-09-24
• [学会発表] Dissociation of Spin Pairs in Polymer Light Emitting Diodes Revealed by Voltage-Dependent ODMR Signals (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Kanemoto
  • 学会等名: 2nd Awaji International Workshop on “Electron Spin Science & Technology
  • 発表場所: 淡路夢舞台国際会議場（兵庫県淡路市）
  • 年月日: 2014-06-15 – 2014-06-17
  • 招待講演
• [学会発表] A Displacement Current Induced by ESR for Organic Semiconductor Diodes (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Kanemoto
  • 学会等名: 1st Awaji International Workshop on Electron Spin Science & Technology (AWEST)
  • 発表場所: Awaji Yumebutai International Conference Center, 淡路島
  • 招待講演
• [学会発表] 電流検出ESRの印加電圧依存性からみたポリマーEL動作におけるスピンペアの役割 (2013)
  • 著者名/発表者名: 木村圭吾、鐘本勝一
  • 学会等名: 電子スピンサイエンス学会年会2013
  • 発表場所: さいたま市大宮ソニック市民ホール
• [学会発表] Spin Pair States in Polymer Light Emitting Diodes (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Kanemoto and K. Kimura
  • 学会等名: The 7th Japanese-Russian International Workshop on Open Shell Compounds and Molecular Spin Devices, Awaji International Conference Center
  • 発表場所: Awaji Yumebutai International Conference Center, 淡路島
  • 招待講演