軟X線照射による選択的結合切断を利用した均一ドーピング法の開発

2006 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 16560021
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 薄膜・表面界面物性
• 研究機関: 千葉大学
• 研究代表者: 奥平 幸司 千葉大学, 工学部, 助教授 (50202023)
• 研究期間 (年度): 2004 – 2006
• キーワード: 有機デバイス / ドーピング / 選択的化学結合切断 / コインシデンス分光法

研究概要

本研究課題の目的は、軟X線照射による化学結合の選択的結合切断を利用して、有機薄膜への均一なドーピング法を開発することである。
1.n型半導体であるフッ素化フタロシアニン(F_<16>CuPc)のFls領域での共鳴オージェスペクトルおよびオージェ電子-光イオンコインシデンス(AEPICO)スペクトルを測定した。F^+のAEPICO収量スペクトルは、Fls→σ(C-F)^*に対応する軟X線を照射した時、非常に高い値を示し、そのスペクトル形状は、共鳴オージェスペクトルのスペクテーターオージェ成分と非常に良い一致が見られた。これらの結果から、F_<16>CuPcのFls→σ(C-F)^*におけるC-F結合の選択的結合切断は、スペクテーターオージェ過程をへて起こっていることが分かった。
2.機能性デバイスの材料として注目を浴びているテトラフルオロエチレン(PTFE)のAEPICOスペクトルを測定した。この結果から、終状態がσ(C-F(2p))^<-2>σ(C-F)^<*1>をへることで、高効率のC-F結合切断が起こっていることが分かった。
3.ポリビニリデンフルオライド(PVDF)は、軟X線照射により高分子主鎖に2重結合が導入されることを、軟X線吸収スペクトルおよび放出イオンの運動エネルギー分布の測定から明らかにした。このような、二重結合の導入により電子構造が大きく変化し、光照射によるドーピングが起こる可能性があることを見いだした。
4.PVDFにFls領域の軟X線を照射し、PVDFのX線光電子スペクトルの変化を測定した。
XPSの各ピークシフトが起こっていることを見いだした。これは、フェルミ面付近に新たな孤立準位が表れたことにより、各準位がシフトしたと考えられる。これらの結果は、PVDFで軟X線照射によるドーピングが起こっている可能性を示唆したものである。

研究成果

• [雑誌論文] Surface photodegradation of poly(vinylidene fluoride) by inner-shell excitation (2006)
  • 著者名/発表者名: K.K.Okudaira, E.Kobayashi, S.Kera, K.Mase, N.Ueno
  • 雑誌名: Surface Review and Letters 13 ページ: 259-263
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Recent progress in coincidence studies on ion desorption induced by core excitation (2006)
  • 著者名/発表者名: E.Kobayashi, K.Mase, A.Nambu, J.Seo, S.Tanaka, T.Kakiuchi, K.K.Okudaira, S.Nagaoka, M.Tanaka
  • 雑誌名: Journal of Physics Condensed Matter 18 ページ: S1389-S1408
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Surface photodegradation of poly (vinylidene fluoride) by inner-shell excitation (2006)
  • 著者名/発表者名: K.K.Okudaira, E.Kobayashi, S.Kera, K.Mase, N.Ueno
  • 雑誌名: Surface Review and Letters, 13 ページ: 259-263
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Recent progress in coincidence studies on ion desorption induced by core excitation (2006)
  • 著者名/発表者名: E.Kobayashi, K.Mase, A.Nambu, J.Seo, S.Tanaka, T.Kakiuchi, K.K.Okudaira, S.Nagaoka, M.Tanaka
  • 雑誌名: Journal of Physics Condensed Matter, 18 ページ: S1389-S1408
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Site-specific ion desorption of fluorinated phthalocyanine studied with electron-ion coincidence spectroscopy (2005)
  • 著者名/発表者名: K.K.Okudaira, T.Watanabe, S.Kera, E.Kobayashi, K.Mase, N.Ueno
  • 雑誌名: Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena 144-147 ページ: 461-463
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] UPS study of VUV-photodegradation of polytetrafuoroethylene (PTFE) ultrathin film by using synchrotron radiation (2005)
  • 著者名/発表者名: M.Ono, H.Yamane, H.Fukagawa, S.Kera, D.Yoshimura, K.K.Okudaira, E.Morikawa, K.Seki, N.Ueno
  • 雑誌名: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B236 ページ: 377-382
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Ion desorption induced by F 1s region transitions of poly(tetrafluoroethylene) (2005)
  • 著者名/発表者名: K.K.Okudaira, E.Kobayashi, S.Kera, K.Mase, N.Ueno
  • 雑誌名: Surface Science 593 ページ: 297-302
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] ミニチュア円筒鏡型分析器(CMA)を用いた脱離イオンの運動エネルギー分布測定-凝縮H_20の内殻励起誘起H^+脱離研究への応用- (2005)
  • 著者名/発表者名: 間瀬一彦, 立花隆行, 小林英一, 森正信, 八木秀樹, 奥平幸司, 上野信雄, 荒川一郎
  • 雑誌名: Journal of Vacuum Society of Japan(真空) 48 ページ: 286-289
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Site specific ion desorption of fluorinated phthalocyanine studied with electron-ion coincidence spectroscopy (2005)
  • 著者名/発表者名: K.K.Okudaira, T.Watanabe, S.Kera, E.Kobayashi, K.Mase, N.Ueno
  • 雑誌名: Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena, 144-147 ページ: 461-463
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] UPS study of VUV-photodegradation of polytetrafuoroethylene (PTFE) ultrathin film by using synchrotron radiation (2005)
  • 著者名/発表者名: M.Ono, H.Yamane, H.Fukagawa, S.Kera, D.Yoshimura, K.K.Okudaira, E.Morikawa, K.Seki, N.Ueno
  • 雑誌名: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, B236 ページ: 377-382
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Ion desorption induced by F 1s region transitions of poly (tetrafluoroethylene) (2005)
  • 著者名/発表者名: K.K.Okudaira, E.Kobayashi, S.Kera, K.Mase, N.Ueno
  • 雑誌名: Surface Science, 593 ページ: 297-302
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Measurements of ion kinetic energy distribution using a miniature cylindrical mirror analyzer (CMA)-Application for H^+ desorption induced by core-level excitations of condensed Water (2005)
  • 著者名/発表者名: K.Mase, T.Tachibana, E.Kobayashi, M.Mori, H.Yagi, K.K.Okudaira, N.Ueno, I.Arakawa
  • 雑誌名: Journal of Vacuum Society of Japan, 48 ページ: 286-289
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Study of excited states of fluorinated copper phthalocyanine by inner shell excitation (2004)
  • 著者名/発表者名: K.K.Okudaira, H.Setoyama, H.Yagi, K.Mase, S.Kera, A.Kahn, N.Ueno
  • 雑誌名: Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena 137-140 ページ: 137-140
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Study of excited states of fluorinated copper phthalocyanine by inner shell excitation (2004)
  • 著者名/発表者名: K.K.Okudaira, H.Setoyama, H.Yagi, K.Mase, S.Kera, A.Kahn, N.Ueno
  • 雑誌名: Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena, 137-140 ページ: 137-140
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より