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2011 年度 研究成果報告書

電子スピン共鳴による有機トランジスタのミクロ評価と電荷トラップ機構の解明

研究課題

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研究課題/領域番号 21560008
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
研究機関筑波大学

研究代表者

丸本 一弘  筑波大学, 数理物質系, 准教授 (50293668)

研究分担者 竹谷 純一  大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (20371289)
研究期間 (年度) 2009 – 2011
キーワード有機トランジスタ / 電子スピン共鳴 / ミクロ特性評価 / 処理電荷トラップ機構 / 界面処理 / 有機単結晶 / 有機薄膜
研究概要

分子レベルで材料評価を行える高感度な手法である電子スピン共鳴(ESR)を、有機単結晶や導電性高分子などを用いた電界効果トランジスタ(FET)等に適用し、結晶粒内やデバイス界面などにおける有機分子集合体のミクロ評価を行った。それにより、デバイス界面における電荷キャリアのダイナミクスや電荷トラップ状態の解析を行った。さらに、高密度電荷状態における磁気的相互作用や電荷キャリアの非磁性化を明らかにした。

  • 研究成果

    (47件)

すべて 2012 2011 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (20件) 図書 (8件) 備考 (13件) 産業財産権 (2件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Charge Formation in Pentacene Layers During Solar-Cell Fabrication : Direct Observation by Electron Spin Resonance2012

    • 著者名/発表者名
      K. Marumoto, et al
    • 雑誌名

      Advanced Energy Materials

      巻: 2(5) ページ: 591-597

    • DOI

      DOI:10.1002/aenm.201100774

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electron Spin Resonance Study of Interface Trap States and Charge Carrier Concentration in Rubrene Single-Crystal Field-Effect Transistors2011

    • 著者名/発表者名
      M. Tsuji, K. Marumoto, et al
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 4 ページ: 085702-1-085702-3

    • DOI

      DOI:10.1143/APEX.4.085702

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microscopic mechanisms behind the high mobility in rubrene single-crystal transistors as revealed by field-induced electron spin resonance2011

    • 著者名/発表者名
      K. Marumoto, et al
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 83(7) ページ: 075302-1-075302-6

    • DOI

      DOI:10.1103/PhysRevB.83.075302

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ESRによる高移動度ルブレン単結晶トランジスタのキャリアダイナミクスの解析2009

    • 著者名/発表者名
      丸本一弘
    • 雑誌名

      応用物理学会有機分子・バイオエレクトロニクス分科会誌: M & BE

      巻: 第20巻第4号 ページ: 213-220

    • URL

      http://annex.jsap.or.jp/support/division/MandBE/kaishi/vol20.html

    • 査読あり
  • [学会発表] イオンゲルを用いた有機トランジスタの高電荷密度状態のESR研究2012

    • 著者名/発表者名
      丸本一弘, 他
    • 学会等名
      日本物理学会第67回年次大会
    • 発表場所
      関西学院大学、西宮
    • 年月日
      2012-03-25
  • [学会発表] 「Electron Spin Resonance (ESR)法を用いた有機半導体薄膜デバイスのミクロ特性評価」(招待講演)2011

    • 著者名/発表者名
      丸本一弘
    • 学会等名
      応用物理学会有機分子・バイオエレクトロニクス分科会講習会「有機半導体薄膜の機器分析」
    • 発表場所
      産業技術総合研究所臨海副都心センター、東京
    • 年月日
      2011-11-11
  • [学会発表] Electron spin resonance study of ion gel-gated polymer transistors2011

    • 著者名/発表者名
      M. Tsuji, K. Marumoto, et al
    • 学会等名
      Tsukuba International Workshop on Science and Patents 2011
    • 発表場所
      Tsukuba, Japan
    • 年月日
      2011-10-20
  • [学会発表] イオンゲルを用いた高分子薄膜トランジスタの電場誘起ESR2011

    • 著者名/発表者名
      丸本一弘, 他
    • 学会等名
      日本物理学会2011年秋季大会
    • 発表場所
      富山大学、富山
    • 年月日
      2011-09-22
  • [学会発表] 「有機デバイスのミクロ特性評価用の電子スピン測定装置」(招待講演)2011

    • 著者名/発表者名
      丸本一弘
    • 学会等名
      JST筑波大学新技術説明会
    • 発表場所
      科学技術振興機構JSTホール、東京
    • 年月日
      2011-07-19
  • [学会発表] 「電子スピン共鳴による有機デバイスのミクロ解析と特性向上」(招待講演)2011

    • 著者名/発表者名
      丸本一弘
    • 学会等名
      筑波大学TIMSスタートアップ研究交流会
    • 発表場所
      筑波大学、つくば
    • 年月日
      2011-06-25
  • [学会発表] 「有機半導体材料とデバイスのESR」(招待講演)2010

    • 著者名/発表者名
      丸本一弘
    • 学会等名
      第8回ESR夏の学校、講義
    • 発表場所
      京都トラベラーズイン、京都
    • 年月日
      20100728-30
  • [学会発表] ルブレン単結晶トランジスタにおける高移動度発現の微視的機構の電場誘起ESRによる解明2010

    • 著者名/発表者名
      丸本一弘, 他
    • 学会等名
      第49回電子スピンサイエンス学会年会
    • 発表場所
      名古屋大学、名古屋
    • 年月日
      2010-11-12
  • [学会発表] 電場誘起ESRによるルブレン単結晶トランジスタ界面のトラップ状態解析2010

    • 著者名/発表者名
      丸本一弘, 他
    • 学会等名
      日本物理学会2010年秋季大会
    • 発表場所
      大阪府立大学、堺
    • 年月日
      2010-09-23
  • [学会発表] 「有機単結晶トランジスタにおける高移動度発現の微視的機構と特性向上」(招待講演)2010

    • 著者名/発表者名
      丸本一弘
    • 学会等名
      つくばナノテク拠点シンポジウム
    • 発表場所
      筑波大学、つくば
    • 年月日
      2010-08-06
  • [学会発表] 「有機単結晶トランジスタにおける高移動度発現機構の電場誘起ESRによる解明」(招待講演)2010

    • 著者名/発表者名
      丸本一弘
    • 学会等名
      第8回ESR夏の学校、研究紹介
    • 発表場所
      京都トラベラーズイン、京都
    • 年月日
      2010-07-30
  • [学会発表] Spatial Extent of Doping-Induced Hole Carriers in Very High-Mobility Rubrene Single Crystals2010

    • 著者名/発表者名
      N. Arai, K. Marumoto, et al
    • 学会等名
      International Conference on Science and Technology of Synthetic Metals 2010 (ICSM 2010)
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      2010-07-08
  • [学会発表] On the Microscopic Mechanism of Very High Mobility in Organic Single-Crystal Transistors Directly Revealed by FI-ESR2010

    • 著者名/発表者名
      K. Marumoto, et al
    • 学会等名
      International Conference on Science and Technology of Synthetic Metals 2010 (ICSM 2010)
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      2010-07-08
  • [学会発表] 高移動度ルブレン単結晶トランジスタの半導体界面状態の電子スピン共鳴観測2010

    • 著者名/発表者名
      丸本一弘, 他
    • 学会等名
      日本物理学会第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大学、岡山
    • 年月日
      2010-03-21
  • [学会発表] 「電場誘起ESRによる有機半導体界面の電子状態観測」(招待講演)2010

    • 著者名/発表者名
      丸本一弘
    • 学会等名
      日本物理学会第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大学、岡山
    • 年月日
      2010-03-20
  • [学会発表] SAM界面処理された高移動度ルブレン単結晶FETのESRによる評価2010

    • 著者名/発表者名
      丸本一弘, 他
    • 学会等名
      2010年春季第57回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      東海大学、平塚
    • 年月日
      2010-03-19
  • [学会発表] ルブレン単結晶トランジスタのESRによる界面および表面分子配向観測2009

    • 著者名/発表者名
      丸本一弘, 他
    • 学会等名
      第48回電子スピンサイエンス学会年会
    • 発表場所
      神戸大学、神戸
    • 年月日
      2009-11-10
  • [学会発表] 「高移動度ルブレン単結晶のFET界面および結晶表面における分子再構成の電子スピン共鳴研究」(招待講演)2009

    • 著者名/発表者名
      丸本一弘
    • 学会等名
      有機単結晶表面構造ミニワークショップ、理化学研究所
    • 発表場所
      和光
    • 年月日
      2009-10-13
  • [学会発表] Molecular Reconstructions on Semiconductor Surfaces and Interfaces of High-Mobility Organic Crystals as Investigated by Electron Spin Resonance2009

    • 著者名/発表者名
      K. Marumoto
    • 学会等名
      International IMR Workshop on Group IV Spintronics
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 年月日
      2009-10-05
  • [学会発表] 「ESRによる有機材料の電荷輸送現象の解析」(招待講演)2009

    • 著者名/発表者名
      丸本一弘
    • 学会等名
      日本学術振興会情報科学用有機材料142委員会「有機光エレクトロニクス部会第33回研究会」
    • 発表場所
      東京理科大学、東京
    • 年月日
      2009-04-22
  • [図書] 「低電圧駆動塗布型有機トランジスタの電子スピン」、有機デバイスのための塗布技術2012

    • 著者名/発表者名
      丸本一弘
    • 総ページ数
      78-86
    • 出版者
      シーエムシー出版
  • [図書] 「Electron Spin Resonance (ESR)法を用いた有機半導体薄膜デバイスのミクロ特性評価」、有機半導体薄膜の機器分析2011

    • 著者名/発表者名
      丸本一弘
    • 総ページ数
      41-50
    • 出版者
      応用物理学会有機分子・バイオエレクトロニクス分科会
  • [図書] Electron Spin Resonance of Organic Devices, Encyclopedia of Nanoscience and Nanotechnology (second edition), ed. H. S. Nalwa2011

    • 著者名/発表者名
      S. Kuroda and K. Marumoto
    • 総ページ数
      481-496
    • 出版者
      American Scientific Publishers, California
  • [図書] 「有機半導体材料とデバイスのESR」、第8回ESR夏の学校2010

    • 著者名/発表者名
      丸本一弘
    • 総ページ数
      1-57
    • 出版者
      電子スピンサイエンス学会
  • [図書] 「電子スピン共鳴法(ESR)を用いた有機トランジスタ界面のミクロ特性評価法」、有機デバイスのための界面評価と制御技術2009

    • 著者名/発表者名
      丸本一弘
    • 総ページ数
      21-34
    • 出版者
      シーエムシー出版
  • [図書] 「ペンタセンFETの伝導機構」、低分子有機半導体の高性能化2009

    • 著者名/発表者名
      丸本一弘
    • 総ページ数
      29-40
    • 出版者
      サイエンス & テクノロジー
  • [図書] 「ソリトン、ポーラロンによる共役ポリマーデバイスの機能発現とその制御」、次世代共役ポリマーの超階層制御と革新機能2009

    • 著者名/発表者名
      黒田新一, 伊東裕, 田中久暁, 丸本一弘
    • 総ページ数
      243-249
    • 出版者
      シーエムシー出版
  • [図書] 「電荷移動度の測定法と定量化法」、有機薄膜太陽電池の高効率化と耐久性向上2009

    • 著者名/発表者名
      丸本一弘
    • 総ページ数
      339-349
    • 出版者
      サイエンス & テクノロジー
  • [備考]

    • URL

      http://www.ims.tsukuba.ac.jp/~marumoto_lab/index.html

  • [備考] 記者会見、丸本一弘、「有機薄膜太陽電池の劣化機構を分子レベルで解明-新解析手法による有機太陽電池の高効率化へ-」、記者会見、筑波大学、つくば、2012年3月2日

  • [備考] 新聞掲載、丸本一弘、「有機薄膜太陽電池新たな調査方法を開発実用化へ貢献」、筑波大学新聞、2012年4月9日、第299号、2面

  • [備考] 丸本一弘、「有機薄膜太陽電池の劣化機構筑波大分子レベルで解明」、科学新聞、2012年3月23日、朝刊、全国版4面

  • [備考] 丸本一弘、「有機薄膜太陽電池筑波大、解析手法開発性能向上へ足掛かり」、日刊工業新聞、2012年3月2日、朝刊、全国版17面.

  • [備考] 丸本一弘、「有機太陽電池内、細かく観察効率阻害の要因特定筑波大」、日経産業新聞、2012年3月2日、朝刊、全国版9面.

  • [備考] プレスリリース、丸本一弘、「有機薄膜太陽電池の劣化機構を分子レベルで解明-新解析手法による有機太陽電池の高効率化へ-」、科学技術振興機構(JST)プレスリリース、2012年3月1日

  • [備考] 丸本一弘、「筑波大学など、有機薄膜太陽電池の劣化機構を分子レベルで解明」、日本経済新聞(プレスリリース)、2012年3月1日

  • [備考] 報道、丸本一弘、「筑波大他有機薄膜太陽電池の劣化機構を分子レベルで解明」、ジャパン・フォー・サステナビリティ、2012年5月17日.Japanese Researchers Identify Mechanism Behind Deterioration of Organic Thin Film Solar Cells, Japan for Sustainability (JFS)、May 17, 2012

  • [備考] 丸本一弘、「有機薄膜太陽電池の劣化機構を分子レベルで解明~新解析手法による有機太陽電池の高効率化へ~」、ナノテクジャパン、2012年3月19日

  • [備考] 丸本一弘、「筑波大など、有機薄膜太陽電池の劣化機構を分子レベルで解明」、Yahoo!ニュース、2012年3月6日

  • [備考] 丸本一弘、「筑波大など、有機薄膜太陽電池の劣化機構を分子レベルで解明」、マイナビニュース、2012年3月6日

  • [備考] 丸本一弘、「筑波大学、有機薄膜太陽電池の劣化機構を分子レベルで解明」、国立環境研究所環境情報メディア環境展望台、2012年3月2日

  • [産業財産権] 電子スピン測定装置及び測定方法2009

    • 発明者名
      丸本一弘
    • 権利者名
      筑波大学
    • 産業財産権番号
      特許、PCT/JP2009
    • 出願年月日
      2009-10-02
    • 外国
  • [産業財産権] 有機薄膜太陽電池2009

    • 発明者名
      丸本一弘
    • 権利者名
      筑波大学
    • 産業財産権番号
      特許、特願2009
    • 出願年月日
      2009-09-07

URL: 

公開日: 2013-07-31  

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