QCM-X線散乱同時測定による有機半導体薄膜成長における核形成過程の解明

2021 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19K05265
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分29020:薄膜および表面界面物性関連
• 研究機関: 静岡大学
• 研究代表者: 松原 亮介 静岡大学, 工学部, 助教 (60611530)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: 有機薄膜 / 薄膜成長 / 有機半導体 / n-アルカン / 水晶振動子マイクロバランス / 微小角入射X線回折

研究成果の概要

本研究では、水晶振動子マクロバランス（QCM）と二次元微小角入射X線回折（2D-GIXD）の同時その場測定により、有機半導体薄膜の薄膜成長初期段階における構造形成過程を明らかにすることを目的とした。ペンタセンの薄膜成長初期におけるQCMによる分子吸着量および2D-GIXDによる回折ピークと散漫散乱の強度の時間変化から、安定核形成前の準安定状態の存在を確認した。さらに詳細な解析により、準安定核が非晶質クラスターであることを強く示唆する結果が得られた。

自由記述の分野

有機薄膜成長

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では有機半導体薄膜成長初期過程において、先行研究で行った水晶振動子マイクロバランス(QCM)に加えて、二次元微小角入射X線回折(2D-GIXD)も同時に測定することに成功した。2D-GIXDとQCMの同時測定により、これまでQCMだけでは明らかにすることのできなかった有機半導体薄膜形成初期過程における準安定状態の存在やその構造を明らかにすることができた。これらは有機薄膜の分子配向や成長様式の決定メカニズム解明につながる学術的に重要な結果である。さらに、分子配向や成長様式は有機半導体デバイスの性能にも直結することから、応用に向けたデバイス作製条件の最適化にも貢献することが期待される。