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有機ー無機半導体界面電荷移動による光誘起プラズモニック・メタマテリアル

公募研究

研究領域電磁メタマテリアル
研究課題/領域番号 25109709
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関三重大学

研究代表者

松井 龍之介  三重大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80452225)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円)
2014年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2013年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
キーワードメタマテリアル / テラヘルツ / 有機半導体 / 電荷移動 / フタロシアニン
研究実績の概要

メタマテリアルによれば、負の透磁率や負の屈折率など、従来の光学材料では得られない特異な光学機能の発現が可能となる。本研究では、有機半導体/無機半導体の二層積層構造における光誘起キャリアの電荷移動に基づく高効率なテラヘルツ透過の光変調原理を利用したアクティブ・テラヘルツ・メタマテリアルの創製を検討した。有機半導体としては銅フタロシアニン(CuPc)、無機半導体としては高抵抗シリコン(Si)を用いた素子を用いてこれまで検討を進めてきたが、印刷技術による微細構造形成に適した材料系として、塗布型の有機半導体の採用を検討した。低分子系として6,13-bis(triisopropylsilylethynyl) pentacene (TIPS-pentacene)および[6,6]-phenyl-C61-butyric acid methyl ester (PCBM)、高分子系としてpoly(5-(2-(ethylhexyloxy)-2-methoxycyanoterephthalyliden) (MEH-CN-PPV)、Poly(benzimidazobenzophenanthroline) (BBL)を検討した。いずれの素子も高抵抗Si基板上にスピンコート法により成膜した。TIPS-pentaceneのみはディップコート法により成膜した素子もあわせて作製した。光変調のための照射光源としては波長532nmのCWレーザーを用いたが、CuPc、PCBMは532nmでの吸収が低く有機薄膜側から照射したのに対し、TIPS-pentacene、MEH-CN-PPV、BBLに関しては背面(Si側)より照射した。MEH-CN-PPVの変調効率はCuPcのものに比べかなり劣り、TIPS-pentaceneやBBLはCuPcと同程度、PCBMはより高い変調度を示した。本研究で得られた知見は、塗布形成によるアクティブ・テラヘルツ・メタマテリアルの開発の可能性を示唆するものである。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (2件) (うち謝辞記載あり 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (8件) (うち招待講演 3件)

  • [雑誌論文] 有機/無機半導体積層構造におけるテラヘルツ透過の光変調とアクティブ・メタマテリアルへの応用2014

    • 著者名/発表者名
      松井 龍之介、高木 亮輔、高野 恵介、萩行 正憲
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: 114 ページ: 33-38

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Mechanism of optical terahertz-transmission modulation in an organic/inorganic semiconductor interface and its applicationto active metamaterials2013

    • 著者名/発表者名
      T. Matsui, R. Takagi, K. Takano, and M. Hangyo
    • 雑誌名

      Opt. Lett.

      巻: 38 号: 22 ページ: 4632-4635

    • DOI

      10.1364/ol.38.004632

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 有機・無機半導体積層構造によるテラヘルツ変調とアクティブ・メタマテリアル2015

    • 著者名/発表者名
      松井 龍之介
    • 学会等名
      日本学術振興会 情報科学用有機材料第142委員会 A部会(液晶材料)第134回 B部会(インテリジェント有機材料)第125回 C部会(有機光エレクトロニクス)第64回 合同研究会
    • 発表場所
      PORTA(ポルタ)神楽坂 7F会議室
    • 年月日
      2015-03-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 塗布型有機半導体/シリコン積層構造におけるテラヘルツ透過の光変調2015

    • 著者名/発表者名
      森 広貴、猪瀬 優人、松井 龍之介、黒宮 章太、高野 恵介、中嶋 誠、萩行 正憲
    • 学会等名
      電子情報通信学会 有機エレクトロニクス(OME)研究会 有機デバイス・材料研究討論会、電気学会 誘電・絶縁材料研究会(連催)
    • 発表場所
      自然科学研究機構 岡崎コンフェレンスセンター
    • 年月日
      2015-01-21 – 2015-01-22
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Active terahertz metamaterials utilizing organic/inorganic semiconductor hybrid system2014

    • 著者名/発表者名
      Tatsunosuke Matsui, Yuto Inose, Hiroki Mori, Ryosuke Takagi, Shota Kuromiya, Keisuke Takano, and Masanori Hangyo
    • 学会等名
      The 14th International Symposium on Advanced Organic Photonics (ISAOP-14)
    • 発表場所
      Osaka University
    • 年月日
      2014-11-04 – 2014-11-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 塗布型有機半導体をコートしたシリコン基板におけるテラヘルツ透過の光変調2014

    • 著者名/発表者名
      猪瀬 優人、松井 龍之介、黒宮 章太、田中 翼、高野 恵介、萩行 正憲
    • 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 札幌キャンパス
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 有機/無機半導体積層構造におけるテラヘルツ透過の光変調とアクティブ・メタマテリアルへの応用2014

    • 著者名/発表者名
      松井 龍之介、高木 亮輔、高野 恵介、萩行 正憲
    • 学会等名
      電子情報通信学会 有機エレクトロニクス(OME)研究会、電気学会 誘電・絶縁材料研究会(連催)
    • 発表場所
      信州大学 繊維学部
    • 年月日
      2014-07-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Efficient optical modulation of terahertz metamaterial using organic/inorganic semiconductor hybrid system2013

    • 著者名/発表者名
      Tatsunosuke Matsui, Ryosuke Takagi, Keisuke Takano, and Masanori Hangyo
    • 学会等名
      3rd Korea-Japan Metamaterials Forum
    • 発表場所
      Ewha Womans University, Seoul, Korea
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Efficient optical modulation of terahertz metamaterial using organic/inorganic semiconductor hybrid system2013

    • 著者名/発表者名
      Tatsunosuke Matsui, Ryosuke Takagi, Keisuke Takano, and Masanori Hangyo
    • 学会等名
      7th International Congress on Advanced Electromagnetic Materials in Microwaves and Optics, Metamaterials 2013
    • 発表場所
      Universite de Bordeaux, Bordeaux, France
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Efficient Optical Modulation of Terahertz Metamaterial Based on Charge Transfer at Organic/Inorganic Semiconductor Interface2013

    • 著者名/発表者名
      Tatsunosuke Matsui, Ryosuke Takagi, Keisuke Takano, and Masanori Hangyo
    • 学会等名
      JSAP-OSA Joint Symposia 2013
    • 発表場所
      Doshisha University, Kyoto, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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