有機半導体の結晶欠陥の精密評価によるデバイス特性の向上

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21560005
• 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: 応用物性・結晶工学
• 研究機関: 岩手大学
• 研究代表者: 吉本 則之 岩手大学, 工学部, 教授 (80250637)
• 研究分担者: 細貝 拓也 岩手大学, 工学部, 助教 (90613513)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 有機半導体 / 結晶成長 / X線回折 / GIXD

研究概要

有機半導体結晶の結晶成長を制御し、有機半導体結晶の結晶欠陥と有機薄膜トランジスタ中の伝導特性との関係を明らかにすることを目的とし、有機半導体薄膜の作製と構造及び特性の評価を行った。特に、2次元斜入射X線回折(2D-GIXD)を用いて、優半導体薄膜の成長過程のリアルタイム測定を行うことに成功した。代表的な有機半導体であるペンタセンでは、膜の成長に伴って構造が変化し、また大気に触れることによってその構造変化が加速することを明らかにした。また、TIPS-ペンタセンについては、溶液成長によって結晶性の高い膜を作製することができ、薄膜トランジスタを作製してホール移動度との相関を調べた。

研究成果

• [雑誌論文] Towards n-channel organic thin film transistors based on a distyryl-bithiophene derivative (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Didane, R.P. Ortiz, J. Zhang, K. Aosawa, T. Tanisawa, H. Aboubakr, F. Fages, J. Ackermann, N. Yoshimoto, H Brisset, C. Videlot-Ackermann
  • 雑誌名: Tetrahedron 巻: 68 ページ: 4664-4671
  • 査読あり
• [雑誌論文] Towards solution-processed ambipolar organic thin film transistors based on, hexyl-distyryl-bithiophene (DH-DS2T) and a fluorocarbon-substituted dicyanoperylene (PDIF-CN2) (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Nenon, T. Watanabe, H. Brisset, Z. Chen, J. Ackermann, F. Fages, S. Bernardini, M. Bendahan, K. Aguir, N. Yoshimoto, C. Videlot-Ackerman. J. Optoelectron
  • 雑誌名: Adv. Mater. 巻: 14 ページ: 131-135
  • 査読あり
• [雑誌論文] Functionalization of 'kite' shaped styryl end-capped benzodithiophene with ketone groups : synthesis, characterization and properties (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Didane, A. Kumagai, N. Yoshimoto, C. Videlot-Ackermann , H. Brisset
  • 雑誌名: Tetrahedron 巻: 67 ページ: 1628-1632
  • 査読あり
• [雑誌論文] Investigation of solution-processed organic thin film transistors based on-hexyl-distyryl-bithiophene (DH-DS2T) : growth and transport properties (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Didane, A. K. Diallo, T. Fiorido, A. Suzuki, N. Yoshimoto, S. Bernardini, J. Ackermann, F. Fages, H. Brisset, M. Bendahan, K. Aguir, _C. Videlot-Ackermann J. Optoelectron
  • 雑誌名: Adv. Mater 巻: vol.12, iss.7 ページ: 1546-1551
  • 査読あり
• [雑誌論文] Growth and morphology properties of bis (2-phenylethynyl) end-substituted oligothiophenes based thin films (2010)
  • 著者名/発表者名: C. Videlot-Ackermann, A.K. Diallo, H. Brisset, F. Fages, F. Serein-Spirau, J.-P. Lere-Porte, A. Kumagai, N. Yoshimoto
  • 雑誌名: Optoelectronics and Advanced Materials-Rapid Communications 巻: 4 ページ: 699-704
  • 査読あり
• [雑誌論文] Shelf-life time test of p-and n-type organic thin film transistors using copper phthalocyanines (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Nenon, D. Kanehira, N. Yoshimoto, F. Fages and C. Videlot-Ackermann
  • 雑誌名: Thin Solid Films, Thin Solid Films 巻: 518 ページ: 5593-5598
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparison of p-channel transistors based on α,ω-hexyl-distyryl-bithiophene prepared using various film deposition methods (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Didane, C. Martini, M. Barret, S. Sanaur, P. Collot, J. Ackermann, F. Fages, A. Suzuki, N. Yoshimoto, H. Brisset, C. Videlot-Ackermann
  • 雑誌名: Thin Solid Films 巻: 518 ページ: 5311-5320
  • 査読あり
• [雑誌論文] Large and spatial magnetic field modulation using superconducting bulk magnet and silicon steel (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Fujishiro, D. Furuta, K. Yaegashi, T. Naito, N. Yoshimoto
  • 雑誌名: Physica C 巻: 470 ページ: 1856
  • 査読あり
• [雑誌論文] In situ real-time x-ray diffraction during thin film growth of pentacene
  • 著者名/発表者名: T. Watanabe, T. Hosokai, T. Koganezawa, N. Yoshimoto
  • 雑誌名: Mol. Cryst. Liq. Cryst 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Two Dimensional Grazing Incidence X-ray Diffraction of TIPS-Pentacene Thin Films
  • 著者名/発表者名: R. Kamiya, T. Hosokai, T. Watanabe, T. Koganezawa, M. Kikuchi, N. Yoshimoto
  • 雑誌名: Mol. Cryst. Liq. Cryst 巻: (in press)
  • 査読あり
• [学会発表] 有機半導体p-n共蒸着膜の2D-GIXDによる成長過程の観察 (2012)
  • 著者名/発表者名: 齋藤正基、細貝拓也、小金澤智之、渡辺剛、菊池護、吉本則之
  • 学会等名: 2012年春季第59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 早稲田大学(東京都)
  • 年月日: 20120315-18
• [学会発表] リアルタイム2D-GIXDでみるペンタセン蒸着膜成長の基板効果 (2012)
  • 著者名/発表者名: 渡辺剛、細貝拓也、小金澤智之、齋藤正基、菊池護、広沢一郎、吉本則之
  • 学会等名: 2012年春季第59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 早稲田大学(東京都)
  • 年月日: 20120315-18
• [学会発表] TIPS-pentacene薄膜の2D-GIXD (2012)
  • 著者名/発表者名: 神谷亮輔、細貝拓也、渡辺剛、小金澤智之、菊池護、吉本則之
  • 学会等名: 2012年春季第59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 早稲田大学(東京都)
  • 年月日: 20120315-18
• [学会発表] In Situ Structural Study of Organic Semiconductor Thin Films (2011)
  • 著者名/発表者名: Takuya Hosokai, Takeshi Watanabe, Tomoyuki Koganezawa, Jorg Ackermann, Hugues Brisset, Christine V. Ackermann, Noriyuki Yoshimoto
  • 学会等名: 2011 MRS Fall Meeting, Boston (USA)
  • 年月日: 20111127-1202
• [学会発表] Noriyuki Yoshimoto Influence of air exposure on the structure of pentacene films (2011)
  • 著者名/発表者名: Takuya Hosokai, Takeshi Watanabe, Tomoyuki Koganezawa, Kohei Tamura, Ryosuke Kamiya, Masaki Saito, Mamoru Kikuchi
  • 学会等名: KJF International Conference of Organic Materials for Electronics and Photonics 2011
  • 発表場所: Gyeongju (Korea)
  • 年月日: 20110918-18
• [学会発表] In situ real-time X-ray diffraction during organic thin film growth (2011)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Watanabe, Takuya Hosokai, Tomoyuki Koganezawa, Noriyuki Yoshimoto
  • 学会等名: KJF International Conference of Organic Materials for Electronics and Photonics 2011
  • 発表場所: Gyeongju (Korea)
  • 年月日: 20110915-18
• [学会発表] Noriyuki Yoshimoto Two Dimensional Grazing Incidence X-ray Diffraction of TIPS-Pentacene Vacuum-deposited Thin Films (2011)
  • 著者名/発表者名: Ryosuke Kamiya, Takuya Hosokai, Takeshi Watanabe, Tomoyuki Koganezawa, Mamoru Kikuchi
  • 学会等名: KJF International Conference of Organic Materials for Electronics and Photonics 2011
  • 発表場所: Gyeongju (Korea)
  • 年月日: 20110915-18
• [学会発表] ペンタセン蒸着膜の膜構造におよぼす大気暴露の効果 (2011)
  • 著者名/発表者名: 渡辺剛、細貝拓也、小金澤智之、田村浩平、齋藤正基、神谷亮輔、菊池護、吉本則之
  • 学会等名: 2011年秋季第72回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 山形大学(山形県)
  • 年月日: 20110829-0902
• [学会発表] Frank Schreiber有機半導体成膜中のX線反射率および光学スペクトルのその場同時測定 (2011)
  • 著者名/発表者名: 細貝拓也、Alexander Gerlach, Alexander Hinderhofer, Christian Frank, Geobanni Ligorio, Ute Heinemeyer, Alexei Vorobiev,吉本則之
  • 学会等名: 2011年秋季第72回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 山形大学(山形県)
  • 年月日: 20110829-0902
• [学会発表] リアルタイム2D-GIXDによるオリゴチオフェン蒸着膜の形成過程の観察 (2010)
  • 著者名/発表者名: 渡辺剛,小金澤智之,広沢一郎,村岡宏樹,小川智,吉本則之
  • 学会等名: 2010年秋季第71回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 長崎大学(長崎県)
  • 年月日: 20100914-17
• [学会発表] 磁場による溶液変形を利用した有機半導体単結晶膜の作製法 (2010)
  • 著者名/発表者名: 吉本則之,鈴木彰人,荒木俊行,藤代博之
  • 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(神奈川県)
  • 年月日: 20100317-20
• [学会発表] 温度勾配法によるオリゴチオフェン薄膜の液成長制御 (2010)
  • 著者名/発表者名: 安部俊輔,荒木俊行,吉本則之
  • 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(神奈川県)
  • 年月日: 20100317-20
• [学会発表] Solution Growth of Distyryl-oligobithiophene Thin-films by Temperature Gradient Method (2009)
  • 著者名/発表者名: N. Yoshimoto, S. Abe, T. Araki, H. Muraoka H. Brisset, J. Ackermann, F. Fages and C. Videlot-Ackermann
  • 学会等名: MRS 2009 fall meeting
  • 発表場所: Boston, USA
  • 年月日: 20091130-1204
• [図書] 有機デバイスのための塗布技術、竹谷純一監修 (2012)
  • 著者名/発表者名: 吉本則之, 他多数
  • 総ページ数: 59-67
  • 出版者: シーエムシー出版
• [備考]
  • URL: http://crystal.mat.iwate-u.ac.jp
• [産業財産権] 磁場中有機半導体結晶薄膜作製法及び作製装置 (2010)
  • 発明者名: 吉本則之、荒木俊行、藤代博之、小川智
  • 権利者名: 国立大学法人岩手大学,独立行政法人科学技術振興機構
  • 産業財産権番号: 特許、特願2010-044727
  • 出願年月日: 2010-03-01