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精密な構造決定・バンド計算による有機結晶でのキャリア輸送の理論的研究

研究課題

研究課題/領域番号 26810009
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 物理化学
研究機関琉球大学

研究代表者

柳澤 将  琉球大学, 理学部, 准教授 (10403007)

研究協力者 濱田 幾太郎  物質・材料研究機構, エネルギー・環境材料研究拠点, 主任研究員 (80419465)
森川 良忠  大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (80358184)
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
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2016年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2015年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2014年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード有機半導体結晶 / 分子間力 / 飛び移り積分 / キャリア輸送 / 結晶構造 / バンド構造 / ファン・デル・ワールス力 / GW近似 / 有機半導体 / イオン化ポテンシャル・電子親和力 / 分子配向 / Wannier関数 / ファン・デル・ワールス(vdW)相互作用 / vdW密度汎関数 / 構造歪み / キャリア伝導機構
研究成果の概要

有機半導体結晶でのキャリア移動の性質を支配する物理的・化学的要因を理解することを目標に、高精度な非経験的電子状態計算による理論的研究を行なった。近年提案された、分子結晶中の分子間力を記述可能な理論計算を用い、実験的に注目の高い有機結晶の構造を理論的に高精度で決定できた。予測された結晶構造下で、構造パラメータと電子状態との関係を詳細に検討し、結晶中のキャリア移動の性質を支配する構造パラメータを明らかにできた。
結晶に注入されるキャリアのエネルギー準位を高精度に再現することで、キャリアのエネルギー準位を支配する構造的要素についての知見を得ることができた。

報告書

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

    (27件)

すべて 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 1件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 6件、 謝辞記載あり 6件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件) 備考 (5件)

  • [雑誌論文] Determination of geometric and electronic structures of organic crystals from first principles: Role of the molecular configuration on the electronic structure,2017

    • 著者名/発表者名
      S. Yanagisawa nd I. Hamada,
    • 雑誌名

      J. Appl. Phys.

      巻: 121 号: 4

    • DOI

      10.1063/1.4974844

    • 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 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Theoretical study on electronic structure of bathocuproine: Renormalization of the band gap in the crystalline state and the large exciton binding energy2016

    • 著者名/発表者名
      S. Yanagisawa, S. Hatada and Y. Morikawa
    • 雑誌名

      Journal of the Chinese Chemical Society

      巻: 63 号: 6 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1002/jccs.201500379

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Charge transfer states appear in the pi-conjugated pure hydrocarbon molecule on Cu(111)2016

    • 著者名/発表者名
      K. Yonezawa, Y. Suda, S. Yanagisawa, T. Hosokai, K. Kato, T. Yamaguchi, H. Yoshida, N. Ueno, and S. Kera
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 9 号: 4 ページ: 045201-045201

    • DOI

      10.7567/apex.9.045201

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [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 実施状況報告書
    • 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] Recent progress in predicting structual and electronic properties of organic solids with the van der Waals density functional2015

    • 著者名/発表者名
      S. Yanagisawa, K. Okuma, T. Inaoka and I. Hamada
    • 雑誌名

      Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena

      巻: 204 ページ: 159-167

    • DOI

      10.1016/j.elspec.2015.04.007

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Theoretical investigation of the band structure of picene single crystals within the GW approximation2014

    • 著者名/発表者名
      S. Yanagisawa, Y. Morikawa, and A. Schindlmayr
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 53 号: 5S1 ページ: 05FY02-05FY02

    • DOI

      10.7567/jjap.53.05fy02

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Scanning tunneling microscopy/spectroscopy of picene thin films formed on Ag(111)2014

    • 著者名/発表者名
      Yasuo Yoshida; Hung-Hsiang Yang; Hsu-Sheng Huang; Shu-You Guan; Susumu Yanagisawa; Takuya Yokosuka; Minn-Tsong Lin; Wei-Bin Su; Chia-Seng Chang; Germar Hoffmann; Yukio Hasegawa
    • 雑誌名

      The Journal of Chemical Physics

      巻: 141 号: 11 ページ: 1147011-8

    • DOI

      10.1063/1.4894439

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Origin of the band dispersion in a metal phthalocyanine crystal2014

    • 著者名/発表者名
      S. Yanagisawa, K. Yamauchi, T. Inaoka, T. Oguchi, I. Hamada
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 90 号: 24

    • DOI

      10.1103/physrevb.90.245141

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 有機半導体のイオン化ポテンシャル・電子親和力に関する第一原理計算による研究2017

    • 著者名/発表者名
      柳澤 将
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      神奈川県横浜市 パシフィコ横浜
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 第一原理計算による有機半導体の構造と電子状態の精密計算2016

    • 著者名/発表者名
      柳澤 将、濱田幾太郎
    • 学会等名
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      新潟県新潟市 朱鷺メッセ
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Theoretical Study on Electronic Structure of Bathocuproine: Renormalization of the Band Gap in the Crystal and the Large Exciton Binding Energy2016

    • 著者名/発表者名
      S. Yanagisawa, S. Hatada and Y. Morikawa
    • 学会等名
      APS March Meeting 2016
    • 発表場所
      Baltimore, MD, USA
    • 年月日
      2016-03-14
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 有機結晶・会合体における分子軌道間相互作用の電子構造への影響に関する理論的研究2016

    • 著者名/発表者名
      柳澤 将
    • 学会等名
      第4回CUTEシンポジウム: コンピュータ化学「京コンピュータと理論化学」
    • 発表場所
      三重大学 新産業創成研究拠点 2階セミナー室(三重県津市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] First-principles investigation on the electronic states of the organic single-crystals and the organic-metal interfaces: importance of accurate prediction of the crystal and the interface structures2015

    • 著者名/発表者名
      S. Yanagisawa
    • 学会等名
      OIST seminar
    • 発表場所
      Okinawa Institute of Science and Technology (OIST), Okinawa, Japan
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] グラファイト表面に吸着したペンタセン分子膜の電子状態に関する理論的研究2015

    • 著者名/発表者名
      川那辺剛, 柳澤 将, 稲岡 毅
    • 学会等名
      第15回琉球物性研究会
    • 発表場所
      琉球大学
    • 年月日
      2015-11-28
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] グラファイト表面に吸着したペンタセン分子膜の電子状態に関する理論的研究2015

    • 著者名/発表者名
      川那辺剛, 柳澤 将, 稲岡 毅
    • 学会等名
      日本物理学会2015年秋期大会
    • 発表場所
      関西大学
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 金属フタロシアニン結晶でのバンド分散の起源に関する理論的研究2015

    • 著者名/発表者名
      柳澤 将、山内邦彦、稲岡 毅、小口多美夫、濱田幾太郎
    • 学会等名
      日本物理学会第70回年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学 早稲田キャンパス
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-24
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] ペンタセン分子のグラファイト表面での電子状態に関する理論的研究2015

    • 著者名/発表者名
      川那辺剛、柳澤 将、稲岡 毅
    • 学会等名
      日本物理学会第70回年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学 早稲田キャンパス
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-24
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 一軸性歪みによる塗布単結晶有機トランジスタの移動度の向上2015

    • 著者名/発表者名
      窪孝祥、鶴見淳人、山下侑、Roger Hausermann、松井弘之、柳澤将、宍戸厚、三津井親彦、岡本敏弘、竹谷純一
    • 学会等名
      日本物理学会第70回年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学 早稲田キャンパス
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-24
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] BCPの電子状態に関する理論的研究2015

    • 著者名/発表者名
      柳澤 将、畑田真之介、森川良忠、吉田弘幸
    • 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
    • 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] Theoretical study on the cohesive properties of organic solids with the van der Waals density functional2014

    • 著者名/発表者名
      Koji Okuma, Susumu Yanagisawa, Kunihiko Yamauchi, Takeshi Inaoka, Tamio Oguchi and Ikutaro Hamada
    • 学会等名
      The 9th General Meeting of ACCMS-VO (Asian Consortium on Computational Materials Science - Virtual Organization)
    • 発表場所
      沖縄科学技術大学院大学(OIST)
    • 年月日
      2014-12-20 – 2014-12-22
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] ファン・デル・ワールス密度汎関数による有機結晶の理論的研究2014

    • 著者名/発表者名
      奥間公二、柳澤 将、稲岡 毅
    • 学会等名
      第14回琉球物性研究会
    • 発表場所
      琉球大学千原キャンパス
    • 年月日
      2014-11-22
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Theoretical investigation of the impact of the intermolecular interaction on the electronic structures in organic semiconductors2014

    • 著者名/発表者名
      Susumu Yanagisawa
    • 学会等名
      International Workshop of Computational Nano-Materials Design on Green Energy, Osaka University, and S-1 International Workshop of Computational Nano-Materials Design on Green Energy
    • 発表場所
      Osaka University(大阪大学豊中キャンパス)
    • 年月日
      2014-06-01 – 2014-06-03
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [備考] 琉球大学研究者データベース

    • URL

      http://kenkyushadb.lab.u-ryukyu.ac.jp/profile/ja.qZtdh4hR6RiaH1eRvB2gfw==.html

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実施状況報告書 2014 実施状況報告書
  • [備考] Google Scholar Citations

    • URL

      https://scholar.google.com/citations?hl=en&user=tIUXiiYAAAAJ&view_op=list_works

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実施状況報告書
  • [備考] Google Sites

    • URL

      https://sites.google.com/site/syanagisawaunivoftheryukyus/home-japanese

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実施状況報告書
  • [備考] ResearchGate

    • URL

      https://www.researchgate.net/profile/Susumu_Yanagisawa

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実施状況報告書
  • [備考] S. Yanagisawa (Japanese)

    • URL

      https://sites.google.com/site/syanagisawaunivoftheryukyus/home-japanese

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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