研究課題
本研究では、高速で高効率な光誘起電荷移動に基づく光電変換プロセスを利用した次世代有機光電デバイスの開発を進めた。相互浸透界面をもつランダムかつ凝集的な有機/有機もしくは有機/無機相互浸透界面を基盤としたデバイス構造を作製した。ドナー/アクセプタ分子界面で起こる光誘起電荷移動と材料が有する電荷輸送性を最大限発揮する電荷輸送経路を保持した最適デバイス構造の探索を目的とした。以下に具体的な内容を述べる。(1)導電性高分子/フラーレン相互浸透界面の作製手法として、有機溶媒スピンキャスト法による自己組織的な3次元微細加工技術を用い、活性層の有効膜厚となるように薄膜化を推進した。その基礎特性とデバイスの効率評価を行うことで、さらに薄膜化により特性改善の可能性があることが明らかになった。(2)ドナー層、アクセプタ層と金属の界面における電荷取出し効率の改善、リーク電流の抑制を目的として、金属酸化物半導体材料を用いた電荷取出し層、励起子ブロック層、リーク防止層、UV及び熱線遮断層の導入効果を明らかにした。(3)電解析出法により電極表面に酸化亜鉛のナノピラー構造の室温作製を試み、ITO電極上に垂直配向でかつ高密度の成長に成功した。さらに有機薄膜活性層を積層した素子構造を作製し、その動作特性を明らかにした。(4)貴金属類(Au、Pd、Ptなど)の電極材料使用を回避するため、トップ電極照射型の素子構造を設計し、ITOを有機薄膜活性層上に製膜する技術を確立し、作製した素子の動作特性を明らかにした。
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