MDC・SHG測定を用いたフレキシブルな界面分子膜の誘電 物性評価と量子的形状制御

2009 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 19206034
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 岩本 光正 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (40143664)
• 研究分担者: 間中 孝彰 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教 (20323800)
• キーワード: マックスウェル変位電流 / 柔構造有機分子膜 / 光第2次高調波発生 / 有機デバイス / キラリティー / 単分子膜ドメイン / キャリア伝導

研究概要

本研究の目的は、柔構造有機分子膜を総合的に取り上げ、「界面のフレキシブル性と界面電気現象との関係」、「界面の電子構造と量子的なドメイン形状の制御」、「有機FET構造を用いた柔構造分子膜素子の伝、導特性評価と有機量子形状効果素子の試作・特性評価」という研究を実施することである。
本年度は「柔構造単分子膜内の分子挙動の計測と誘電的性質に関する評価・解析手法の研究」および、「SHG測定によるFET構造素子によるマクロ分子膜の電極ナノ界面の電子的構造と伝導特性」に焦点を絞り研究を進めた。水面上単分子膜に関する研究では、キラル構造を持つ分子膜の構造が、SHGによりどのように評価されるか検討した。具体的には、キラル系からのSHGに関して、包括的な非線形分極に関する表式を導出し、これまで報告されてきた実験結果がどのように説明されうるか検討を試みた。一方、FET構造素子に関する研究では、昨年度に引き続き、構築した顕微SHG法によるデバイス中の電界分布評価システムにより、トラップによる分極伝搬の変化について検討を行い、トラップが満たされることによる移動度の変化等について評価した。また、TOF法による過渡的な状態に関する評価も行い、分布定数回路に基づく等価回路モデルにより、電荷が界面を輸送される様子について説明することができた。さらには、有機ELなどの縦型デバイスにおいてもSHG測定を試み、界面における電荷蓄積や内部電界の変化について、Maxwell-Wagnerモデルによる解析と良く一致することを示すことができた。

研究成果

• [雑誌論文] Influence of traps on transient electric field and mobility evaluation in organic field-effect transistors (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Manaka, F Liu, M.Weis, M.Iwamoto
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 107 ページ: 043712
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reduction of Hysteresis in Organic Field-Effect Transistor by Ferroelectric Gate Dielectric (2010)
  • 著者名/発表者名: X.Chen, W.Ou-Yang, M.Weis, D.Taguchi, T.Manaka, M.Iwacoto
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 49 ページ: 021601
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Trap Density on carrier Propagation in Organic Field-Effect Transistors Investigated by Impedance Spectroscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: J.Lin, M.Weis, D.Taguchi, T.Manaka, M.Iwamoto
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 49 ページ: 01AE14
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of Organic Light-Emitting diode As a Maxwell-Wagner Effect Element by Time-Resolved Optical Second Harmonic Generation Measurement (2010)
  • 著者名/発表者名: D.Taguchi, S.Inoue, L.Zhang, J.Li, M.Weis, T.Manaka, M.Iwamoto
  • 雑誌名: Journal of Physical Chemistry Letters 1 ページ: 803-807
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mobility Measurement based on Visualized Electric Field Migration in Organic Field-Effect Transistors (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Manaka, F.Liu, M.Weis, M.Iwamoto
  • 雑誌名: Applied Physics Express 2 ページ: 61501
  • 査読あり
• [雑誌論文] Studying Transient Carrier Behaviors in Pentacene Field Effect Transistors Using Visualized Electric Field Migration (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Manaka, F.Liu, M.Weis, M.Iwamoto
  • 雑誌名: Journal of Physical Chemistry C, 113 ページ: 10279-10284
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ambipolar injection into pentacene field effect transistor observed by time-resolved optical second harmonic generation imaging (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Manaka, M.Nakao, E.Lim, M.Iwamoto
  • 雑誌名: Materials science-Poland 27 ページ: 709-717
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transient charge accumulation in pentacene field effect transistor with silver electrode (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Manaka, M.Nakao, M.Weis, F.Liu, M.Iwamoto
  • 雑誌名: Thin Solid Films 518 ページ: 485-488
  • 査読あり
• [雑誌論文] Probing of carrier behavior in organic electroluminescent diode using electric field induced optical second-harmonic generation measurement (2009)
  • 著者名/発表者名: D.Taguchi, M.weis, T.Manaka, M.Iwamoto
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 95 ページ: 263310
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dipolar electrostatic energy effect on relaxation process of monolayers at air-water interface : Analysis of thermodynamics and kinetics (2009)
  • 著者名/発表者名: W.Ou-Yang, M.Weis, K.Lee, T.Manaka, M.Iwamoto
  • 雑誌名: Journal of Chemical Physics 131 ページ: 244709
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of orientational order of tris (8-hydroxyquinolinato) aluminum (III) on electroabsorption (2009)
  • 著者名/発表者名: D.Taguchi, S.Inoue, R.Miyazawa, W.C.Qin, T.Kawate, M.Weis, T.Manaka, M.Iwamoto
  • 雑誌名: Thin Solid Films 518 ページ: 754-757
  • 査読あり
• [雑誌論文] Probing the electric field in organic double layer-system by optical second harmonic generation (2009)
  • 著者名/発表者名: E.Lim, Y.Shibata, T.Manaka, M.Iwamoto
  • 雑誌名: Thin Solid Films 518 ページ: 893-895
  • 査読あり
• [雑誌論文] Solid polymerization and supramolecular chirality formation of azobenzene substituted diacetylene Langmuir-Blodgett films (2009)
  • 著者名/発表者名: G.Zou, X.You, H.Kohn, T.Manaka, M.Iwamoto
  • 雑誌名: Thin Solid Films 518 ページ: 750-753
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation of chiral poly (diacetylene) films from 10, 12-pentacosadiynoicacid using circularly polarized light (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Kohn, T.Shino, Y.Ohshima, T.Manaka, M.Iwamoto
  • 雑誌名: Thin Solid Films 518 ページ: 842-844
  • 査読あり
• [雑誌論文] Carrier injection and transport in organic field-effect transistor investigated by impedance spectroscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: J.Lin, M.Weis, D.Taguchi, T.Manaka, M.Iwamoto
  • 雑誌名: Thin Solid Films 518 ページ: 448-451
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermionic emission model for contact resistance in organic field-effect transistor (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Weis, M.Nakao, J.Lin, T.Manaka, M.Iwamoto
  • 雑誌名: Thin Solid Films 518 ページ: 795-798
  • 査読あり
• [雑誌論文] Space charge field effect on light emitting from tetracene field-effect transistor under AC electric field (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Ohshima, H.Kohn, T.Manaka, M.Iwamoto
  • 雑誌名: Thin Solid Films 518 ページ: 583-587
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of Transient Currents in Organic Field Effect Transistor : The Time-of-Flight Method (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Weis, J.Lin, D.Taguchi, T.Manaka, M.Iwamoto
  • 雑誌名: Journal of Physical Chemistry C 113 ページ: 18459-18461
  • 査読あり
• [雑誌論文] Study of phase transition of two-dimensional ferroelectric copolymer P (VDF-TrFE) Langmuir monolayer by Maxwell displacement Current and Brewster angle microscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: W.Ou-Yang, M.Weis, X.Y.Chen, T.Manaka, M.Iwamoto
  • 雑誌名: Journal of Chemical Physics 131 ページ: 104702
  • 査読あり
• [雑誌論文] Probing of channel region in pentacene field effect transistor by optical second harmonic generation (2009)
  • 著者名/発表者名: E.Lim, D.Yamada, M.Weis, T.Manaka M.Iwamoto
  • 雑誌名: Chemical Physics Letters 477 ページ: 221-224
  • 査読あり
• [雑誌論文] Probing carrier injection into pentacene field effect transistor by time-resolved microscopic optical second harmonic generation measurement (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Nakao, T.Manaka, M.Weis, E.Lim, M.Iwamoto
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 106 ページ: 14511
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrostatic origin of the Frank elastic energy and anisotropic line tension of the domains in monolayers at the air-water interface (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Yamamoto, T.Manaka, M.Iwamoto
  • 雑誌名: European Physical Journal E 29 ページ: 1-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Space-Charge Field on Injection Properties in Organic Sandwiched Structures (2009)
  • 著者名/発表者名: J.Lin, M.Weis, D.Taguchi, T.Manaka, M.Iwamoto
  • 雑誌名: Japaneswe Journal of Applied Physics 48 ページ: 04C173
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of Pentacene Field-Effect Transistor with a Ferroelectric P (VDF-TeFE) Gate Insulator as an Element of Maxwell-Wagner Effect System (2009)
  • 著者名/発表者名: R.Tamura, S.Yoshita, E.Lim, T.Manaka, M.Iwamoto
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 48 ページ: 21501
  • 査読あり
• [雑誌論文] Probing Electric Field Distribution in Underlayer of an Organic Double-Layer System by Optical Second-Harmonic Generation Measurement (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Shibata, M.Nakao, T.Manaka, E.Lim, M.Iwamoto
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 48 ページ: 24504
  • 査読あり
• [雑誌論文] Origin of electric field distribution in organic field-effect transistor : Experiment and analysis (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Weis, T.Manaka, M.Iwamoto
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 105 ページ: 24505
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spontaneous Orientational Ordering of Liquid Crystal Layer During Evaporation onto Silica (2009)
  • 著者名/発表者名: D.Taguchi, T.Kawate, R.Miyazawa, M.Weis, T.Manaka, M.Iwamoto
  • 雑誌名: Molecular Crystals and Liquid Crystals 512 ページ: 1946-1954
  • 査読あり
• [雑誌論文] Control and modulation of chiality for azobenzene-substituted polydiacetylene LB films with circularly polarized light (2009)
  • 著者名/発表者名: G.Zou, H.Jiang, H.Kohn, T.Manaka, M.Iwamoto
  • 雑誌名: Chemical Communications 48 ページ: 5627-5629
  • 査読あり
• [雑誌論文] Circular dichroism and electroluminescence of poly (diacetylene) film with chirality (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Kohn, M.Fukada, Y.Ohshima, T.Manaka, M.Iwamoto
  • 雑誌名: Materials Science-Poland 27 ページ: 727-734
  • 査読あり
• [雑誌論文] Observation of electron injection in an organic field-effect transistor with electroluminescence (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Ohshima, H.Kohn, E.Lim, T.Manaka, M.Iwamoto
  • 雑誌名: Materials Science-Poland 27 ページ: 719-726
  • 査読あり
• [学会発表] 有機EL現象における材料内部の電界分布とキャリア挙動の評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 大嶋優記, 佐藤英樹, 平子宣明, 金英輝, 間中孝彰, 岩本光正
  • 学会等名: 第57回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 2010-03-18
• [学会発表] ペンタセン薄膜の電流と光起電力効果 (2010)
  • 著者名/発表者名: 篠竜徳, 金英輝, 田口大, マーチンワイス, 間中孝彰, 岩本光正
  • 学会等名: 第57回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 2010-03-18
• [学会発表] EFISHGおよびCMSによるITO/PI/P3HT/Au構造素子の電界分布測定 (2010)
  • 著者名/発表者名: 宮沢亮, 田口大, Martin Weis, 間中孝彰, 岩本光正
  • 学会等名: 第57回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 2010-03-18
• [学会発表] キラルなポリジアセチレン薄膜を用いた発光現象の検討 (2010)
  • 著者名/発表者名: 金英輝, 篠竜徳, 大嶋優記, 間中孝彰, 岩本光正
  • 学会等名: 第57回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 2010-03-18
• [学会発表] 電場変調吸収法およびEFI-SHG法によるITO/1-NPD/Alq3/Al素子内の電界分布評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 井上志生, 田口大, マーティンワイマ, 間中孝彰, 岩本光正
  • 学会等名: 第57回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 2010-03-18
• [学会発表] IZO/α-NPD/Alq3/LiF/Al構造の有機EL素子の過渡SHG・EL応答特性と界面電荷の充放電 (2010)
  • 著者名/発表者名: 張楽, 田口大, マーチンワイス, 長田憲司朗, 李俊, 間中孝彰, 岩本光正
  • 学会等名: 第57回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 2010-03-18
• [学会発表] 電場誘起光第2次高調波発生による有機EL積層面の電荷蓄積と輝度劣化特性の評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 田口大, 張楽, マーチンワイス, 長田憲司朗, 李俊, 間中孝彰, 岩本光正
  • 学会等名: 第57回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 2010-03-18
• [学会発表] ダイポール層用いたペンタセン有機トランジスタの閾値電圧制御 (2010)
  • 著者名/発表者名: 欧陽威, Martin Weis, 陳翔宇, 間中孝彰, 岩本光正
  • 学会等名: 第57回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 2010-03-18
• [学会発表] 電界誘起光第2次高調波測定によるペンタセンFET素子のトラップキャリヤの評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 田中康之, 間中孝彰, 岩本光正, 柳飛
  • 学会等名: 第57回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 2010-03-18
• [学会発表] TOF法および時間分解光第2次高調波発生(TRM-SHG)法によるペンタセンFETのキャリア走行時間の評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: Jack Lin, Martin Weis, 田口大, 間中孝彰, 岩本光正
  • 学会等名: 第57回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 2010-03-18
• [学会発表] 時間分解SHGによるペンタセンFETにおける両極性動作の評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 間中孝彰, 田中康之, 岩本光正
  • 学会等名: 第57回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 2010-03-18
• [学会発表] Microscopic Raman and SHG Imaging for Studying Carrier and electric Field Distribution in Organic Field-Effect Transistors (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Manaka, S.Kawashima, Y.Tanaka, M.Iwamoto
  • 学会等名: India-Japan Workshop on Biomolecular Electronics and Organic Nanotechnology for Environment Preservation (IJWBME2009)
  • 発表場所: National Physical Laboratory, New Delhi, India
  • 年月日: 2009-12-20
• [学会発表] Probing and Modeling of Carrier Motion in Organic Devices by Optical Second Harmonic Generation (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Iwamoto, T.Manaka
  • 学会等名: India-Japan Workshop on Biomolecular Electronics and Organic Nanotechnology for Environment Preservation (IJWBME2009)
  • 発表場所: National Physical Laboratory, New Delhi, India
  • 年月日: 2009-12-20
• [学会発表] Probing and modeling of carrier motion in organic materials by optical second harmonic generation and Maxwell's displacement current (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Iwamoto
  • 学会等名: 5th International Symposium on Molecular Materials : Electronics, Photonics and Spintronics
  • 発表場所: University of Rennes, France
  • 年月日: 2009-10-30
• [学会発表] Carrier and electric field distribution in organic FET studied by the microscopic SHG and Raman imaging (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Manaka, S.Kawashima, Y.Tanaka, M.Iwamoto
  • 学会等名: 5th International Symposium on Molecular Materials : Electronics, Photonics and Spintronics
  • 発表場所: University of Rennes, France
  • 年月日: 2009-10-30
• [学会発表] Probing of Transient Electric Field Distribution in Organic Devices with Stacked-Layer Structure (2009)
  • 著者名/発表者名: J.Lin, M.Weis, D.Taguchi, T.Manaka, M.Iwamoto
  • 学会等名: 5th International Symposium on Molecular Materials : Electronics, Photonics and Spintronics
  • 発表場所: University of Rennes, France
  • 年月日: 2009-10-30
• [学会発表] Study of electrical conduction and electric field distribution in two-layerorganic electroluminescence device by impedance and optical electroabsorption measurements0 (2009)
  • 著者名/発表者名: D.Taguchi, S.Inoue, W.Qin, T.Manaka, M.Iwamoto
  • 学会等名: The 6th International Conference on Materials Engineering for Resources (ICMR 2009)
  • 発表場所: Akita View Hotel, Akita, Japan
  • 年月日: 2009-10-23
• [学会発表] Preparation of Chiral Poly (diacetylene) Film by Using Circularly Polarized Light (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Kohn, T.Shino, Y.Ohshima, T.Manaka, M.Iwamoto
  • 学会等名: The 6th International Conference on Materials Engineering for Resources (ICMR 2009)
  • 発表場所: Akita View Hotel, Akita, Japan
  • 年月日: 2009-10-23
• [学会発表] Study of Injected Carrier Energetics in Organic-field effect-transistor by Charge Modulation Spectroscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: R.Miyazawa, D.Taguchi, M.Weis, T.Manaka, M.Iwamoto
  • 学会等名: 2009 International Conference on Solid State Device and Materials (SSDM 2009)
  • 発表場所: Sendai Kokusai Hotel, Miyagi, Japan
  • 年月日: 2009-10-09
• [学会発表] Tuning of Threshold Voltage in Organic Field-effect Transistor by dipole Monolayer (2009)
  • 著者名/発表者名: W.OuYang, X.Chen, M.Weis, T.Manaka, M.Iwamoto
  • 学会等名: 2009 International Conference on Solid State Device and Materials (SSDM 2009)
  • 発表場所: Sendai Kokusai Hotel, Miyagi, Japan
  • 年月日: 2009-10-08
• [学会発表] Effect of Carrier Trap on the Electron Transport in Pentacene FET Observed by the Time-resolved Microscopic SHG Measurement (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Manaka, F.Liu, M.Nakao, W.Martin, M.Iwamoto
  • 学会等名: 2009 International Conference on Solid State Device and Materials (SSDM 2009)
  • 発表場所: Sendai Kokusai Hotel, Miyagi, Japan
  • 年月日: 2009-10-07
• [学会発表] Observation of Electric Field in Tetracene Field-Effect Transistor using Optical Second Harmonic Generation (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Ohshima, H.Satou, H.Kohn, T.Manaka, M.Iwamoto
  • 学会等名: 2009 International Conference on Solid State Device and Materials (SSDM 2009)
  • 発表場所: Sendai Kokusai Hotel, Miyagi, Japan
  • 年月日: 2009-10-07
• [学会発表] Interface Charging Propagation Model for Carrier Migration in OFET (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Weis, D.Taguchi, J.Lin, T.Manaka, M.Iwamoto
  • 学会等名: 2009 International Conference on Solid State Device and Materials (SSDM 2009)
  • 発表場所: Sendai Kokusai Hotel, Miyagi, Japan
  • 年月日: 2009-10-07
• [学会発表] 水面上P(VDF-TrFE)コーポリマ単分子膜の低温相転移の解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 欧陽威, Martin Weis, 陳翔宇, 間中孝彰, 岩本光正
  • 学会等名: 第70回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2009-09-11
• [学会発表] 電場変調吸収法によるITO/α-NPD/Alq3/Au素子内の電界評価 (2009)
  • 著者名/発表者名: 井上志生, 秦望岑, 田口大, Martin Weis, 間中孝彰, 岩本光正
  • 学会等名: 第70回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2009-09-10
• [学会発表] 電場誘起光第2次高調波発生(EFISHG)法による有機EL素子の過渡電界分布評価 (2009)
  • 著者名/発表者名: 田口大, 長田憲司朗, マーチンワイマ, 間中孝彰, 岩本光正
  • 学会等名: 第70回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2009-09-10
• [学会発表] チャネル部のラマンイメージングによるペンタセンFETの動作評価 (2009)
  • 著者名/発表者名: 間中孝彰, 川島啓, 田中康之, 岩本光正
  • 学会等名: 第70回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2009-09-10
• [学会発表] 電場変調分光法によるMIS構造内の蓄積キャリアの評価 (2009)
  • 著者名/発表者名: 宮沢亮, 田口大, Martin Weis, 間中孝彰, 岩本光正
  • 学会等名: 第70回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2009-09-08
• [学会発表] 光第二次高調波(SHG)観測によるテトラセンFET内の電界イメージング (2009)
  • 著者名/発表者名: 佐藤英樹, 大嶋優記, 金英輝, 間中孝彰, 岩本光正
  • 学会等名: 第70回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2009-09-08
• [図書] Encyclopedia of Applied Spectroscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Iwamoto, T.Manaka, E.Lim
  • 総ページ数: 16
  • 出版者: Wiley-VCH, Germany,
• [図書] Soft NanoMaterials (2009)
  • 著者名/発表者名: G.Zou, T.Manaka, M.Iwamoto
  • 総ページ数: 30
  • 出版者: American Scientific Publishers