• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2020 年度 実施状況報告書

電気化学-減衰全反射型紫外分光法による有機半導体/イオン液体界面の電子状態研究

研究課題

研究課題/領域番号 20K15312
研究機関大阪大学

研究代表者

田邉 一郎  大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (80709288)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2022-03-31
キーワード界面分光
研究実績の概要

電気化学環境下で測定可能な新しい減衰全反射型紫外分光法(EC-ATR-UV分光法)により、イオン液体ゲートの電気二重層型-誘起電界効果トランジスタ(IL-EDL-OFET)の動作中のイオン液体/有機半導体界面の紫外スペクトル測定に成功した。具体的には、サファイヤ製のATRプリズム上に有機半導体薄膜を転写し、その上にソースとドレインのAu電極を蒸着した。有機半導体の上にイオン液体を滴下し、対極と参照極としてPtコイルとPt線を差し込み、バイポテンショスタットによりソースとドレインの電極電位を制御することで、有機半導体に電荷を注入したりOFETとして動作させたりすることができ、その状態での分光測定を実現した。
ゲート電圧印加によるキャリア(ホール)注入量に相関したスペクトル強度の変化がみられた。また、有機半導体とイオン液体の吸収ピーク波長のシフトがみられた。さらに、スペクトル変化のイオン液体種依存性も明らかにした。スペクトル変化量とキャリア注入量の相関は、すでに他の波長域で他の研究グループからも報告されているものの、紫外域を利用することでより強い吸収強度で測定することができる。実際、わずか二分子層の有機半導体薄膜のスペクトル変化を高いSN比で検出することができている。また、界面イオン液体の変化まで測定できたという点は、当初の期待通りのATR法を採用した強みを明確に示した結果である。加えて、デバイス性能を同時に測定しているという点も、強調すべき点である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

当初の計画通り、デバイス動作環境下での分光測定に成功し、有機半導体薄膜と界面イオン液体のスペクトル挙動の変化を検出した。さらに、イオン液体種に依存したスペクトル変化を明らかにし、これは当初の期待以上の結果であると言える。

今後の研究の推進方策

今後は、スペクトル変化の起源を分子動力学計算や量子化学計算によって明らかにする。さらに、それらがデバイス性能に及ぼす影響を明らかにすることで、さらなる高機能デバイス設計指針の構築につなげることを目指す。

次年度使用額が生じた理由

COVID19による実験期間の縮小のため

  • 研究成果

    (1件)

すべて 2020

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件)

  • [雑誌論文] Attenuated total reflectance far-ultraviolet and deep-ultraviolet spectroscopy analysis of the electronic structure of a dicyanamide-based ionic liquid with Li+2020

    • 著者名/発表者名
      Imai Masaya、Tanabe Ichiro、Ikehata Akifumi、Ozaki Yukihiro、Fukui Ken-ichi
    • 雑誌名

      Physical Chemistry Chemical Physics

      巻: 22 ページ: 21768~21775

    • DOI

      10.1039/d0cp03865b

    • 査読あり

URL: 

公開日: 2021-12-27  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi