金属電極/分子ナノシステム界面制御による電子・発光デバイスの構築

2010 年度 実績報告書

• 研究領域: 分子ナノシステムの創発化学
• 研究課題/領域番号: 20111014
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 赤井 恵 大阪大学, 工学研究科, 助教 (50437373)
• 研究分担者: 齋藤 彰 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (90294024)
• キーワード: 分子ナノシステム / 非線形素子 / 平坦ナノギャップ電極 / 有機EL素子 / 金属微粒子 / 有機金属界面

研究概要

分子ナノシステムにおける創発現象をマクロ電極へ接続し、デバイス化することを目的に研究を進めている。第一の目的は非線形分子素子の開発である。自己組織化した有機集合体、つまり分子ナノシステムと外部接続のためのナノ金属電極を連結し、分子ナノシステムが持つ非線形特殊物性を確認し、この非線形性を応用した有機分子のナノシステムならではの性能を利用した新規素子の開発を行う。また第二の研究目標として制御されたナノ界面において発現する物理・化学現象をデバイス機能として取り込み、分子素子機能向上を目指す。これはすなわち有機/金属界面制御による機能創発となる。第三の目的として構造色原理を抽出したナノ構造を人工的に作製・制御し、構造色の特色を利用した産業応用への展開を考えている。
本年度、我々は高配向有機高分子半導体薄膜内の電気伝導にクーロンブロケイド効果を確認し、さらにこの効果が構成有機分子本来の電子反発項によって発現していると示した。低次元性のラジカル分子集合体において、分子のオンサイトクーロン反発項が強く伝導に影響を与えることはよく知られている。我々は今回、有機半導体のような中性分子の集合体における伝導にも分子の電子反発項が強く影響していると提案する。これらの考えはこれまで未解明あった有機集合体における電流の非線形特性や、伝導度の複雑な温度依存性を説明し、電界効果による伝導性変化に異なる解釈を与える。有機材料内の電荷伝導の新たな一面を開拓するものである。

研究成果

• [雑誌論文] Enhanced Red-Light Emission by Local Plasmon Coupling of Au Nanorods in an Organic Light-Emitting Diode (2011)
  • 著者名/発表者名: T, Tanaka, Y, Totoki, A, Fujiki, N, Zettsu, Y, Miyake, M.Akai-Kasaya, A, Saito, T, Ogawa, Y.Kuwahara
  • 雑誌名: APPLIED PHYSICS EXPRESS 巻: 4 ページ: 032105-032107
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical Analysis on the Optical Role of Nano-Randomness on the Morpho Butterfly's Scale (2011)
  • 著者名/発表者名: A.Saito, M.Yonezawa, J.Murase, S.Juodkazis, V.Mizeikis, M.Akai-Kasaya, Y.Kuwahara
  • 雑誌名: J.Nanosci.Nanotechnol 巻: 11 ページ: 2785-2792
  • 査読あり
• [雑誌論文] Charge-Carrier Injection into Pentacene Thin Film Formed on Si(111) Probed by STM Spectroscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Akai-Kasaya, N.Shimada, A.Saito, Y.Kuwahara
  • 雑誌名: J.Nanosci.Nanotechnol 巻: 11 ページ: 2867-2872
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct Observation of X-ray Induced Atomic Motion Using Scanning Tunneling Microscope Combined with Synchrotron Radiation (2011)
  • 著者名/発表者名: A.Saito, T.Tanaka, Y.Takagi, H.masa Hosokawa, H.Notsu, G.Ohzeki, Y.Tanaka, Y.Kohmura, M.Akai-Kasaya, T.Ishikawa, Y.Kuwahara, S.hi Kikuta, M.Aono
  • 雑誌名: J.Nanosci.Nanotechnol 巻: 11 ページ: 2873-2881
  • 査読あり
• [雑誌論文] Formation and electrical transport properties of pentacene nanorod crystal (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Akai-Kasaya. C, Ohmori, T, Kawanishi, M, Nashiki, A, Saito, M, Aono, Y.Kuwahara
  • 雑誌名: NANOTECHNOLOGY 巻: 21 ページ: 365601-365608
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhanced fluorescence by surface plasmon coupling of Au nanoparticles in an organic electroluminescence diode (2010)
  • 著者名/発表者名: A, Fujiki, T, Uemura, N, Zettsu, M.Akai-Kasaya, A.Saito, Y.Kuwahara
  • 雑誌名: APPLIED PHYSICS LETTERS 巻: 96 ページ: 043307-043309
  • 査読あり
• [学会発表] Advances in Theoretical & Application Studies on the Specific Photonic Properties of Morpho-butterfly's Color (2011)
  • 著者名/発表者名: A.SAITO, J.Murase, M.Yonezawa, MJ.Akai-Kasaya, Y.Kuwahara
  • 学会等名: The 11th International Symposium on biomimetic Materials Processing, Nagoya Univ., Nagoya, Japan, Jan.25-28(2011)
  • 発表場所: Nagoya, Japan
  • 年月日: 20110125-20110128
• [学会発表] Account of carrier transport property of high-oriented regioregular poly(3-hexylthiophene) and detection of coulomb-blockade effect (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Okuaki, M.Akai-Kasaya,A.Saito, S.Nagano, Y.Kuwahara
  • 学会等名: Third International Symposium on Atomically Controlled Fabrication Technology
  • 発表場所: Osaka, Japan
  • 年月日: 20101124-20101126
• [学会発表] High-performance organic single crystal transistor with sub-micrometer channel (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Fujiwara, M.Akai-Kasaya, A.Saito, J.Takeya, Y.Kuwahara
  • 学会等名: The 6th International Workshop on Nano-scale Spectroscopy and Nanotechnology (NSS6)
  • 発表場所: Kobe, Japan
  • 年月日: 20101025-20101029
• [学会発表] Optical and transport properties in molecular nanosystems observed by STM-based techniques (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Kuwahara, M.Akai-Kasaya, A.Saito
  • 学会等名: Trends in Nanotechnology (TNT) 2010
  • 発表場所: Braga, Portugal(招待講演)
  • 年月日: 20100906-20100910
• [学会発表] Tunneling-current-induced light emission from PTCDI-C7 thin films on the graphite and the Au(111) surfaces (2010)
  • 著者名/発表者名: A.Fujiki, Y.Miyake, M.Kasaya-Akai, A.Saito, Y.Kuwahara
  • 学会等名: Trends in Nanotechnology (TNT) 2010
  • 発表場所: Braga, Portugal
  • 年月日: 20100906-20100910
• [学会発表] Tunneling-current-induced light emission from chiral binaphtylene-perylenebiscarboxydiimide dimer (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Miyake, A.Fujiki, M.Kasaya-Akai1, A.Saito, Y.Kuwahara.
  • 学会等名: Trends in Nanotechnology (TNT) 2010
  • 発表場所: Braga, Portugal
  • 年月日: 20100906-20100910
• [学会発表] Detecting of carrier transport properties along and across the highly ordered conducting polymer chains (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Akai-Kasaya, S.Nagano, A.Saito, Y.Kuwahara
  • 学会等名: Elecmol'10
  • 発表場所: Grnoble, France
  • 年月日: 2010-12-18
• [学会発表] Formation and Electrical Transport Properties of Pentacene Nanorod Crystal (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Akai-Kasaya, C.Ohmori.T.Kawanishi, M.Nashiki, A.Saito, Y.Kuwahara
  • 学会等名: Third International Symposium on Atomically Controlled Fabrication Technology
  • 発表場所: Osaka, Japan
  • 年月日: 2010-11-24
• [学会発表] 分子ナノシステムめ物性探索と素子応用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 赤井恵
  • 学会等名: 日本物理学会2010年秋季大会
  • 発表場所: 大阪(招待講演)
  • 年月日: 2010-09-23
• [学会発表] Detecting of carrier transport properties along individual conducting polymer chain (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Akai-Kasaya, S.Nagano, A.Saito, Y.Kuwahara
  • 学会等名: International Conference on Science and Technology of Synthetic Metals 2010
  • 発表場所: Kyoto, Japan.
  • 年月日: 2010-07-05
• [産業財産権] 有機電界発光素子、および有機電界発光素子の製造方法 (2010)
  • 発明者名: 是津信行, 桑原裕司, 植村隆文, 藤喜彩, 田中琢也, 赤井恵
  • 権利者名: 是津信行, 桑原裕司, 植村隆文, 藤喜彩, 田中琢也, 赤井恵
  • 産業財産権番号: 特願2010-119300,119300
  • 出願年月日: 2010-05-25
• [産業財産権] 有機電界発光素子、および有機電界発光素子の製造方法 (2010)
  • 発明者名: 是津信行, 桑原裕司, 植村隆文, 藤喜彩, 赤井恵
  • 権利者名: 是津信行, 桑原裕司, 植村隆文, 藤喜彩, 赤井恵
  • 産業財産権番号: PCT/JP2010/070882
  • 出願年月日: 2010-11-24