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有機半導体における応力下構造物性相関の解明とデバイス応用

研究課題

研究課題/領域番号 26246011
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 応用物性
研究機関東京大学

研究代表者

竹谷 純一  東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (20371289)

研究分担者 宍戸 厚  東京工業大学, 資源化学研究所, 准教授 (40334536)
大島 義文  北陸先端科学技術大学院大学, マテリアルサイエンス研究科, 准教授 (80272699)
松井 弘之  東京大学, 新領域創成科学研究科, 助教 (80707357)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
41,990千円 (直接経費: 32,300千円、間接経費: 9,690千円)
2016年度: 9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円)
2015年度: 10,140千円 (直接経費: 7,800千円、間接経費: 2,340千円)
2014年度: 22,100千円 (直接経費: 17,000千円、間接経費: 5,100千円)
キーワード高移動度有機半導体 / 単結晶有機薄膜 / 有機トランジスタ / 有機・分子エレクトロニクス / 有機半導体
研究成果の概要

有機半導体結晶が外力により電気伝導特性(移動度)が大きく変化することを見出すと共に、その現象が外力による結晶構造変化に依ることを証明した。外部応力と構造物性の詳細な相関を、X線構造解析、ホール効果測定、温度依存性測定および分子振動振幅計算により、分子間の距離が縮む効果の影響よりも分子振動が小さくなる効果の影響が主であることを明らかにする成果を得た。得られた物性により、新規に開発したチオフェン系有機半導体分子の単結晶膜を利用した薄型プラスチック基板上の有機トランジスタを、歪センサへの適用できることを示した。歪感度は、従来デバイスの10倍を超え、新型デバイスの有用性が極めて高いことを明らかにした。

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 4件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 7件、 招待講演 6件) 図書 (1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Strain-Modulated Charge Transport in Flexible PbS Nanocrystal Field-Effect Transistors2017

    • 著者名/発表者名
      M. I. Nugraha, H. Matsui, S. Watanabe, T. Kubo, R. Häusermann, S. Z. Bisri, M. Sytnyk, W. Heiss, M. A. Loi, and J. Takeya
    • 雑誌名

      Adv. Electron. Mater

      巻: 3 号: 1 ページ: 1600360-1600360

    • DOI

      10.1002/aelm.201600360

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Suppressing molecular vibrations in organic semiconductors by inducing strain2016

    • 著者名/発表者名
      T. Kubo, R. Haeusermann, J. Tsurumi, J. Soeda, Y. Okada, Y. Yamashita, N. Akamatsu, A. Shishido, C. Mitsui, T. Okamoto, S. Yanagisawa, H. Matsui, and J. Takeya
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 7 号: 1 ページ: 11156-11156

    • DOI

      10.1038/ncomms11156

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Emergence of charge coherence in soft molecular organic semiconductors by suppressing thermal fluctuations2016

    • 著者名/発表者名
      K. Sakai, Y. Okada, T. Uemura, J. Tsurumi, R. Hausermann, H. Matsui, T. Fukami, H. Ishii, N. Kobayashi, K. Hirose and J. Takeya
    • 雑誌名

      NPG Asia Materials

      巻: 8 号: 3 ページ: 252-252

    • DOI

      10.1038/am.2016.30

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Mobility Exceeding 10 cm2/(Vs) in Donor–Acceptor Polymer Transistors with Band-like Charge Transport2015

    • 著者名/発表者名
      Yu Yamashita, Felix Hinkel, Tomasz Marszalek, Wojciech Zajaczkowski, Wojciech Pisula, Martin Baumgarten, Hiroyuki Matsui, Klaus Mullen, and Jun Takeya
    • 雑誌名

      Chemistry of Materials

      巻: 28 号: 2 ページ: 420-424

    • DOI

      10.1021/acs.chemmater.5b04567

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Transition Between Band and Hopping Transport in Polymer Field-Effect Transistors2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Yamashita, J. Tsurumi, F. Hinkel, Y. Okada, J. Soeda, W. Zajaczkowski, M. Baumgarten, W. Pisula, H. Matsui, K. Mullen, J. Takeya
    • 雑誌名

      Advanced Materials

      巻: 26 号: 48 ページ: 8169-8173

    • DOI

      10.1002/adma.201403767

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Highly Oriented Polymer Semiconductor Films Compressed at the Surface of Ionic Liquids for High-Performance Polymeric Organic Field-Effect Transistors2014

    • 著者名/発表者名
      J. Soeda, H. Matsui, T. Okamoto, I. Osaka, K. Takimiya, and J. Takeya
    • 雑誌名

      Advanced Materials

      巻: 26 号: 37 ページ: 6430-6435

    • DOI

      10.1002/adma.201401495

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 有機半導体の分子間相互作用の圧力効果の第一原理計算2016

    • 著者名/発表者名
      前田崇博, 石井宏幸, 広瀬賢二, 竹谷純一, 小林伸彦
    • 学会等名
      日本物理学会第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学(泉キャンパス)
    • 年月日
      2016-03-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 歪み有機単結晶トランジスタの温度依存性とホール効果測定2016

    • 著者名/発表者名
      窪孝祥, 鶴見淳人, Roger H usermann, 渡邉峻一郎, 赤松範久, 宍戸厚, 三津井親彦, 岡本敏宏, 柳澤将, 松井弘之, 竹谷純一
    • 学会等名
      日本物理学会第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学(泉キャンパス)
    • 年月日
      2016-03-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] High-mobility strained organic semiconductor single crystals2016

    • 著者名/発表者名
      J. Takeya
    • 学会等名
      ICFPE 2016
    • 発表場所
      Yamagata Univ. Yamagata, Japan
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A-few-monolayer organic semiconductor crystals and high-performance transistor circuits on plastic substrates2016

    • 著者名/発表者名
      C. Mitsui, J. Takeya, A. Yamamura, and M. Uno
    • 学会等名
      IMID 2016
    • 発表場所
      Jeju, Korea
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Effects of strain in ultra-thin organic semiconductor crystals2016

    • 著者名/発表者名
      T. Kubo, C. Mitsui, A. Yamamura, and J. Takeya
    • 学会等名
      MRS Fall Meeting 2016
    • 発表場所
      Boston, USA
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 有機半導体単結晶の歪み下における低周波ラマン分光2016

    • 著者名/発表者名
      鶴見淳人、窪孝祥、石井宏幸、渡邉峻一郎、三津井親彦、岡本敏宏、竹谷純一
    • 学会等名
      日本物理学会2016年秋季大会
    • 発表場所
      金沢大学(角間キャンパス)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 高分子電界効果トランジスタによる高移動度の実現とその評価の妥当性2016

    • 著者名/発表者名
      山下侑、渡邉峻一郎、竹谷純一
    • 学会等名
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Mechanical analysis of soft materials by a surface labeled grating method2015

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Shishido
    • 学会等名
      2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem)
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii, USA
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Giant effect of structural deformation on high-mobility organic transistors2015

    • 著者名/発表者名
      Jun Takeya
    • 学会等名
      The 9th International Conference on Advanced Materials and Devices
    • 発表場所
      Jeju, Korea
    • 年月日
      2015-12-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Effect of structural deformation on charge transport in organic single-crystal semiconductors2015

    • 著者名/発表者名
      Jun Takeya
    • 学会等名
      IMID2015, EXCO
    • 発表場所
      Daegu, Korea
    • 年月日
      2015-08-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Photoinduced molecular alignment control in liquid crystal systems2015

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Shishido
    • 学会等名
      98th Canadian Chemistry Conference (CSC2015),
    • 発表場所
      Shaw Centre, Ottawa, Canada
    • 年月日
      2015-06-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Hall Effect and High Mobility in Highly Aligned Polymer Semiconductors2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Yamashita, J. Tsurumi, Y. Okada, J. Soeda,
    • 学会等名
      8th International Conference on Molecular Electronics and Bioelectronics (M&BE8)
    • 発表場所
      Funabori, Japan
    • 年月日
      2015-06-06
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] キャリアコヒーレンスに起因する有機半導体移動度のトランスファー積分符号依存性2015

    • 著者名/発表者名
      松井 弘之,岡本 敏宏,三津井 親彦,山岸 正和,佐藤 寛泰,山野 昭人,竹谷 純一
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 発表場所
      東海大学(神奈川県平塚市)
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 有機単結晶トランジスタの圧力・歪効果2015

    • 著者名/発表者名
      松井 弘之、鶴見 淳人、窪 孝祥、竹谷 純一
    • 学会等名
      分子・物質合成プラットフォーム
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2015-03-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Charge transport in small molecule and polymer organic transistors2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Matsui
    • 学会等名
      MPIP阪大ジョイントシンポジウム
    • 発表場所
      マックスプランク(ドイツマインツ)
    • 年月日
      2014-11-16 – 2014-11-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Uniaxial orientation of semiconducting polymer films compressed on ionic liquids2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Matsui, Junshi Soeda, Yu Yamashita, Jun Takeya
    • 学会等名
      EMN OPEN ACCESS WEEK
    • 発表場所
      Jinjiang Generation International Hotel(中国四川省)
    • 年月日
      2014-09-22 – 2014-09-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] High Mobility and Stability in Dual-Gated PbS Nanocrystal Transistors2014

    • 著者名/発表者名
      M. I. Nugraha, H. Matsui, S. Z. Bisri, M. Sytnyk, W. Heiss, M. A. Loi, and J. Takeya
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      中部大学(愛知県春日井市)
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [図書] ウェアラブルデバイスの小型、薄型化と伸縮、柔軟性の向上技術2015

    • 著者名/発表者名
      赤松 範久・小池 泰徳・藤川 茂紀・宍戸 厚
    • 総ページ数
      510
    • 出版者
      技術情報協会
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] 東大新領域 竹谷研究室

    • URL

      http://www.organicel.k.u-tokyo.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] 東京工業大学化学生命科学研究所宍戸 厚研究室

    • URL

      http://www.polymer.res.titech.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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