2020 年度研究成果報告書

電磁波分光を用いた半導体材料の超高圧下構造物性相関解明

研究課題

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研究課題/領域番号	19K23651
研究種目	研究活動スタート支援
配分区分	基金
審査区分	0502:無機・錯体化学、分析化学、無機材料化学、エネルギー関連化学およびその関連分野
研究機関	京都大学
研究代表者	筒井祐介京都大学, 工学研究科, 助教 (50845592)
研究期間 (年度)	2019-08-30 – 2021-03-31
キーワード	有機半導体 / 圧力 / 電気伝導度
研究成果の概要	有機材料は分子間がファンデルワールス力により結合しているため、圧力に対して分子間距離および相互作用が大きく変化すると期待される。本研究ではマイクロ波電気伝導度測定法を用いて、圧力印加時の伝導度変調の評価法を確立した。有機材料としてチエノアセン類をフレキシブル基板上に成膜して空洞共振器内部に設置し、基板の曲げにより内側の材料に圧力が印加される。 X線回折実験では、有機半導体膜に導入できた最大歪みは0.8%程度であった。マイクロ波伝導度測定法により電気伝導度信号の増大が観測されたが理論計算ではバンド構造にはごく僅かな変化しか見られず、有効質量の減少ではなく緩和時間の増加に起因する可能性が示唆された。
自由記述の分野	有機材料化学
研究成果の学術的意義や社会的意義	マイクロ波電気伝導度測定法は通常の接触式電気伝導度測定法よりも粒界の影響を受けにくく、成膜の最適化なしに材料の本質的な電気伝導度にアクセスが容易である。本研究により、フレキシブル基板を用いた圧力印加時の電気伝導度をマイクロ波でプローブする測定系を開発した。これまでフレキシブル基板を曲げたときの材料の電気特性はあまり研究がなされてこなかったが、これによりさまざまな有機半導体材料の電気特性を評価することが可能になると期待される。