| 研究領域 | 元素ブロック高分子材料の創出 |
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| 研究課題/領域番号 |
24102011
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| 研究機関 | 大阪府立大学 |
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研究代表者 |
内藤 裕義 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90172254)
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| 研究分担者 |
永瀬 隆 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (00399536)
小林 隆史 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10342784)
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| 研究期間 (年度) |
2012-06-28 – 2017-03-31
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| キーワード | 電子デバイス・機器 / 光物性 / 半導体物性 / 誘電体物性 / 解析・評価 |
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| 研究実績の概要 |
元素ブロック高分子が革新的な機能を有することを実証し、元素ブロック高分子の効率的な材料開発手法および新規デバイス開発手法を確立する研究領域の創成を目的とする。
本年度は、発光素子では、陰極にZnOを用いた逆構造有機発光素子(iOLED)において市販のAZO (Al:ZnO)、GZO (Ga:ZnO)を用いても10000 cd/m^2の輝度で発光することを示せた。これにより、大気安定性を有する発光素子を開発できる可能性を示せた。ユーロピウム錯体を発光層に添加したOLEDからの発光を観察した。2,7-dialkyl[1]benzothieno[3,2-b][1]benzothiophenes (C12-BTBT)溶液をoff center spin coat法により薄膜トランジスタを作製し、電界効果移動度 9 cm^2/Vs を得ることができた。元素ブロック高分子で太陽電池作製プロセス開発を行った。現在のところ、効率は毒性のあるPbペロブスカイト太陽電池には及ばないものの、外部量子効率のスペクトルを精査し、高効率化への指針を検討できた。
インピーダンス分光により実際のデバイスでの電子輸送特性の評価を行った。昨年度の成果を基に、より詳細に太陽電池の電力変換効率と電子輸送特性との相関を明らかにした。また、iOLEDの動作メカニズムもインピーダンス分光により明らかにした。デバイスシミュレーションによりOLEDの劣化メカニズムを検討し、電子輸送層の電子移動度低下が劣化の原因であることを明らかにした。
この他、ケイ素架橋によるD-A型高分子の太陽電池作製プロセスの最適化、ユーロピウム錯体を発光層に添加した発光素子からの発光観察、新規元素ブロック高分子のトランジスタ特性の評価、有機As化合物の時間分解燐光、グラフェンナノシートのイオン化ポテンシャル評価などに精力的に取り組んだ。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
塗布プロセスで作製した発光素子、薄膜トランジスタ、太陽電池の作製プロセス開発を行った。発光素子では、陰極にZnOを用いた逆構造有機発光素子(iOLED)において市販のAZO (Al:ZnO)、GZO (Ga:ZnO)を用いても10000 cd/m^2の輝度で発光することを示せた。これにより、大気安定性を有する発光素子を開発できる可能性を示せた。ユーロピウム錯体を発光層に添加したOLEDからの発光を観察した。2,7-dialkyl[1]benzothieno[3,2-b][1]benzothiophenes (C12-BTBT)溶液をoff center spin coat法により薄膜トランジスタを作製し、電界効果移動度 9 cm^2/Vs を得ることができた。昨年度は、Pbペロブスカイト太陽電池で11%を超える効率を観測したが、本年度は、毒性のない元素ブロック高分子で太陽電池作製プロセス開発を行った。現在のところ、10%を超える太陽電池を実現できていないが、外部量子効率のスペクトルを精査し、高効率化への指針を探索した。
インピーダンス分光により実際のデバイスでの電子輸送特性の評価を行った。昨年度の成果を基に、より詳細に太陽電池の電力変換効率と電子輸送特性との相関を明らかにした。また、iOLEDの動作メカニズムもインピーダンス分光により明らかにした。デバイスシミュレーションによりOLEDの劣化メカニズムも明らかにすることができた。
昨年度に比べても合成研究者との共同研究の件数は６件に増加し、精力的に共同研究を行っている。「ケイ素架橋によるD-A型高分子の電子状態制御と薄膜太陽電池への応用」、「ユーロピウム錯体を発光層に添加したiOLEDの開発」に関する成果は、投稿済みである。
以上の理由からおおむね順調に進展しているとした。
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| 今後の研究の推進方策 |
研究代表者の専門である有機デバイス（発光素子、薄膜トランジスタ、太陽電池）作製プロセスの構築、これら有機デバイスのデバイスシミュレーションを印相充実させるとともに、A01～A04班の合成研究者との連携を密接にし、元素ブロック高分子材料の光物性、電子物性評価を積極的に行っていく。
具体的な共同研究テーマとしては、「ケイ素架橋によるD-A型高分子の電子状態制御と薄膜太陽電池への応用」、「ZrOナノ粒子分散ポリマーゲート絶縁膜の評価」、「ユーロピウム錯体を発光層に添加したiOLEDの開発」、「元素ブロック材料を用いた有機電子デバイスの開発」、「有機As化合物の光物性」、「グラフェンナノシートの光物性」がある。中間評価で、指摘いただいたように、今後は、より積極的に論文により成果を公表していく。
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