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有機半導体薄膜の導電性基板界面の構造調整による電子物性制御

研究課題

研究課題/領域番号 25410093
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 機能物性化学
研究機関京都大学

研究代表者

佐藤 直樹  京都大学, 化学研究所, 教授 (10170771)

研究分担者 マーディー リチャード (MURDEY Richard)  京都大学, 化学研究所, 助教 (20447931)
連携研究者 吉田 弘幸  京都大学, 化学研究所, 助教 (00283664)
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 *注記
5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2014年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2013年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード有機エレクトロニクス / 有機半導体 / 薄膜 / 電極界面 / 構造 / 電子構造 / 電荷トラップ / 光伝導 / 薄膜構造 / 光電荷担体発生 / 量子収率 / トラップ状態 / 電荷注入障壁 / 有機半導体薄膜 / 整流特性 / ブロッキング電極 / 鉛フタロシアニン / トラップ準位
研究成果の概要

有機半導体エレクトロニクスの一層の発展のため個々のデバイスに囚われぬ共通性の高い基本的問題の解明を念頭に置き、有機半導体の薄膜と導電性基板との界面に関する構造・電子構造の特徴を、超高真空中で基板上に薄膜を調製しつつその電導性・光伝導性を「その場」観測する独自の手法を軸に精査した。その結果、有機半導体薄膜素子の電子物性制御には、電極対薄膜の物理パラメーターの検討だけでは足りず、界面の状態と薄膜中の電荷トラップの把握と制御が不可欠であると判った。また、未解決であった有機半導体の光伝導の内因性/外因性については、薄膜・電極界面の電子構造制御により選択可能なことも明らかにした。

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (38件)

すべて 2016 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (32件) (うち国際学会 2件、 招待講演 8件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Complete description of ionization energy and electron affinity in organic solids: Determining contributions from electronic polarization, energy band dispersion and molecular orientation2015

    • 著者名/発表者名
      H. Yoshida, K. Yamada, J. Tsutsumi, N. Sato
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 92 号: 7 ページ: 075145-075145

    • DOI

      10.1103/physrevb.92.075145

    • NAID

      120005907158

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Interpretation of the thermal activation energy of conduction for molecular semiconductor thin films with blocking contacts2014

    • 著者名/発表者名
      Richard Murdey, Naoki Sato
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 53 号: 5S1 ページ: 05FY04-05FY04

    • DOI

      10.7567/jjap.53.05fy04

    • NAID

      210000143926

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Origin of Attraction in Chalgogen-Nitrogen Interaction of 1,2,5-Chalcogenadiazole Dimers2013

    • 著者名/発表者名
      Tsuzuki, S.; Sato, N.
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. B

      巻: 117 号: 22 ページ: 6849-6855

    • DOI

      10.1021/jp403200j

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantitatively identical orientation-dependent ionization energy and electron affinity of diindenoperylene2013

    • 著者名/発表者名
      W. N. Han, K. Yonezawa, R. Makino, K. Kato, A. Hinderhofer, R. Murdey, R. Shiraishi, H. Yoshida, N. Sato, N. Ueno, and S. Kera
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett.

      巻: 103 号: 25 ページ: 253301-253301

    • DOI

      10.1063/1.4850531

    • NAID

      120007087975

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ペンタセン/フラーレン薄膜界面での光誘起電荷担体生成の定量的評価2016

    • 著者名/発表者名
      中尾 一登、マーディー リチャード、波田 美耶子、塩谷 暢貴、下赤 卓史、長谷川 健、佐藤 直樹
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学、京田辺
    • 年月日
      2016-03-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Charge carrier generation at pentacene-C60 donor-acceptor interfaces2016

    • 著者名/発表者名
      マーディー リチャード、中尾 一登、佐藤 直樹
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京工業大学、東京
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 有機半導体薄膜の構造 と電子構造2015

    • 著者名/発表者名
      佐藤直樹
    • 学会等名
      第24回有機結晶シンポジウム
    • 発表場所
      広島大学、広島
    • 年月日
      2015-11-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Charge carrier generation at organic semiconductor donor-acceptor interfaces2015

    • 著者名/発表者名
      Richard Murdey, Kazuto Nakao, Naoki Sato
    • 学会等名
      第24回有機結晶シンポジウム
    • 発表場所
      広島大学、広島
    • 年月日
      2015-11-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] An investigation of the sub-linear photon flux dependency of photocurrents in fullerene thin films2015

    • 著者名/発表者名
      Richard Murdey, Naoki Sato
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場、名古屋
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of chalcogen-chalcogen and halogen-halogen interactions in crystals by ab initio molecular orbital calculations2015

    • 著者名/発表者名
      Seiji Tsuzuki, Yoshiki Higuchi, Naoki Sato
    • 学会等名
      The 22nd International Conference on the Chemistry of the Organic Solid State
    • 発表場所
      Niigata, Japan
    • 年月日
      2015-07-12
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Image potential states of phthalocyanines on HOPG studied with low-energy inverse photoemission spectroscopy2015

    • 著者名/発表者名
      Ryo Shiraishi, Hiroyuki Yoshida, Naoki Sato
    • 学会等名
      The 8th International Conference on Molecular Electronics and Bioelectronics
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 年月日
      2015-06-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ab initio 分子軌道法による結晶中の Tetrakis(methyltelluro)tetrathiafulvalene (TTeC1-TTF)の分子間相互作用の解析2015

    • 著者名/発表者名
      都築誠二、樋口芳樹、佐藤直樹
    • 学会等名
      日本化学会第95春季年会
    • 発表場所
      日本大学(千葉・船橋)
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-29
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 低エネルギー逆光電子分光法によるHOPG上のシャトルコック型フタロシアニンの鏡像準位の観測2015

    • 著者名/発表者名
      吉田弘幸、白石 龍、佐藤直樹
    • 学会等名
      日本化学会第95春季年会
    • 発表場所
      日本大学(千葉・船橋)
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-29
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] ペンタセン-6,13-ジオン薄膜の分子配向角に依存するイオン化エネルギー・電子親和力2015

    • 著者名/発表者名
      山田一斗、吉田弘幸、佐藤直樹
    • 学会等名
      日本化学会第95春季年会
    • 発表場所
      日本大学(千葉・船橋)
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-29
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 低エネルギー逆光電子分光法によるHOPG上のシャトルコック型フタロシアニンの鏡像準位の観測2015

    • 著者名/発表者名
      山田一斗、吉田弘幸、佐藤直樹
    • 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(神奈川・平塚)
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Low-Energy Inverse Photoemission Study of Image Potential States of Shuttlecock-Shaped Phthalocyanines2014

    • 著者名/発表者名
      吉田弘幸、白石 龍、佐藤直樹
    • 学会等名
      The 7th International Symposium on Surface Science
    • 発表場所
      島根県立産業交流会館(島根・松江)
    • 年月日
      2014-11-02 – 2014-11-06
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Photocurrent Spectroscopy of Organic Thin Films2014

    • 著者名/発表者名
      MURDEY, Richard
    • 学会等名
      2014 Symposium on Coordination Compounds as Molecular Magnetic Materials
    • 発表場所
      関西学院大学(兵庫・三田)
    • 年月日
      2014-10-11
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Photocurrent Action Spectra of Perfluoropentacene Thin Films2014

    • 著者名/発表者名
      MURDEY, Richard、佐藤直樹
    • 学会等名
      第8回分子科学討論会
    • 発表場所
      広島大学(広島・東広島)
    • 年月日
      2014-09-21 – 2014-09-24
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] オリゴチエアノアセン等の含硫黄芳香族分子の分子間相互作用: ab initio 分子軌道法による静電力、分散力、軌道間の相互作用の解析2014

    • 著者名/発表者名
      都築誠二、佐藤直樹
    • 学会等名
      第8回分子科学討論会
    • 発表場所
      広島大学(広島・東広島)
    • 年月日
      2014-09-21 – 2014-09-24
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 超格子ヘテロ分子単層膜における非占有電子状態変化2014

    • 著者名/発表者名
      須田洋輔、米澤恵一朗、山田一斗、吉田弘幸、佐藤直樹、柳澤 将、奥平幸司、上野信雄、解良 聡
    • 学会等名
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道・札幌)
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-20
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Charge Transfer States and Geminate Charge Pair Formation in Pentacene Thin Films2014

    • 著者名/発表者名
      MURDEY, Richard、中尾一登、佐藤直樹
    • 学会等名
      第23回有機結晶シンポジウム
    • 発表場所
      東邦大学(千葉・船橋)
    • 年月日
      2014-09-15 – 2014-09-17
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Ab initio 分子軌道法による結晶中のp-ヨーダニルの分子間相互作用の解析2014

    • 著者名/発表者名
      都築誠二、佐藤直樹
    • 学会等名
      第23回有機結晶シンポジウム
    • 発表場所
      東邦大学(千葉・船橋)
    • 年月日
      2014-09-15 – 2014-09-17
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Photoconduction Spectroscopy of Organic Semiconductor Thin Films2014

    • 著者名/発表者名
      MURDEY, Richard
    • 学会等名
      第2回 京都大学-国立台湾大学 共催シンポジウム
    • 発表場所
      京都大学(京都・京都)
    • 年月日
      2014-09-01 – 2014-09-02
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Correlation between Structures and Electronic Properties of Organic Semiconductor Thin Films2014

    • 著者名/発表者名
      佐藤直樹
    • 学会等名
      International Conference on the Recent Researches and Issues on Mathematics, Science, Technology, Education and their Applications, 2014
    • 発表場所
      Makassar(Indonesia)
    • 年月日
      2014-08-19 – 2014-08-21
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A Complete Description of Ionization Energy and Electron Affinity in Organic Solids: Contributions from Polarization Energy, Band Dispersion and Molecular Orientation2014

    • 著者名/発表者名
      吉田弘幸、山田一斗、堤 潤也、佐藤直樹
    • 学会等名
      The 7th Swedish-Japanese-German Workshop on Advanced Spectroscopy of Organic Materials for Electronic Applications
    • 発表場所
      Lund(Sweden)
    • 年月日
      2014-06-08 – 2014-06-11
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] ペンタセンとそのフッ素置換体の薄膜で実測した正/負の電荷に対する静電分極エネルギー差2014

    • 著者名/発表者名
      吉田弘幸、山田一斗、堤 潤也、佐藤直樹
    • 学会等名
      第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 含カルコゲン芳香族分子の分子間相互作用:ab initio分子軌道法による S, Se, Te の相互作用の比較2014

    • 著者名/発表者名
      都築誠二、佐藤直樹
    • 学会等名
      第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Charge generation mechanisms in molecular semiconductor thin films2014

    • 著者名/発表者名
      Richard Murdey
    • 学会等名
      第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Photoconductivity in cobalt phthalocyanine thin films2013

    • 著者名/発表者名
      Richard Murdey, Naoki Sato
    • 学会等名
      The 11th China-Japan Joint Symposium on Conduction and Photoconduction in Organic Solids and Related Phenomena
    • 発表場所
      Chanchun, China
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] In situ photoconductivity action spectra of phthalocyanine thin films2013

    • 著者名/発表者名
      Richard Murdey, Naoki Sato
    • 学会等名
      第74回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      京田辺
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Interpretation of the thermal activation energy of conduction for molecular semiconductor thin films with blocking contacts2013

    • 著者名/発表者名
      Richard Murdey, Naoki Sato
    • 学会等名
      2013 JSAP-MRS Joint Symposia
    • 発表場所
      京田辺
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] photoconductivity of cobalt phthalocyanine thin films2013

    • 著者名/発表者名
      Richard Murdey, Naoki Sato
    • 学会等名
      第7回分子科学討論会
    • 発表場所
      京都
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Photoconductivity of metal phthalocyanine thin films2013

    • 著者名/発表者名
      Richard Murdey, Naoki Sato
    • 学会等名
      International Symposium for the 70th Anniversary of the Tohoku Branch of the Chemical Society of Japan
    • 発表場所
      仙台
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] On the mechanism for the photo-generation of charge carriers in phthalocyanine thin films2013

    • 著者名/発表者名
      Richard Murdey
    • 学会等名
      2013 Symposium on Coordination Compounds as Molecular Magnetic Materials
    • 発表場所
      三田
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] In situ observation of intrinsic photoconduction in phthalocyanine thin films2013

    • 著者名/発表者名
      Richard Murdey, Naoki Sato
    • 学会等名
      第22回有機結晶シンポジウム
    • 発表場所
      札幌
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] ab initio分子軌道法によるオリゴチエアノアセンの分子間相互作用の解析:S…S接触に よる軌道間相互作用の寄与について2013

    • 著者名/発表者名
      都築誠二、折田秀夫、佐藤直樹
    • 学会等名
      第22回有機結晶シンポジウム
    • 発表場所
      札幌
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [図書] Photocurrent action spectra of organic semiconductors in: Advances in Organic Crystal Chemistry, Comprehensive Reviews 2015, R. Tamura, M. Miyata (eds.)2015

    • 著者名/発表者名
      R. Murdey, N. Sato
    • 総ページ数
      26
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [図書] Photocurrent Action Spectra of Organic Semiconductors: in Advances in Organic Crystal Chemistry: Comprehensive Reviews 2015 (Ed: 田村 類、宮田幹二)2015

    • 著者名/発表者名
      MURDEY, Richard、佐藤直樹
    • 総ページ数
      29
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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