結晶エンジニアリングによるオリゴマー半導体レーザーの開発

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22350082
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機能材料・デバイス
• 研究機関: 京都工芸繊維大学
• 研究代表者: 堀田 収 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 教授 (00360743)
• 研究分担者: 山雄 健史 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 准教授 (10397606)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: 結晶エンジニアリング / 有機半導体 / (チオフェン/フェニレン) コオリゴマー / 発光トランジスタ / ナノインプリント法

研究概要

研究代表者自らが開発した(チオフェン/フェニレン)コオリゴマー(TPCO)からなる高品質スラブ結晶を発光トランジスタデバイスに組み込んで電流励起レーザーを開発することを目的とした。TPCO結晶へ1次元または2次元の共振器および回折格子を配備し、レーザー発振の前駆現象と認められる狭線化発光を観測した。p型およびn型のTPCO材料を用いて、交流ゲート電圧法と呼ぶ新規のデバイス駆動法を用いたとき、発光強度および狭線化の程度が高いことを併せて確認した。

研究成果

• [雑誌論文] Current-injected narrow linewidth emissions from organic-crystal light-emitting transistors having a diffraction grating, Phys (2012)
  • 著者名/発表者名: Akinori Okada, Yoshitaka Makino, Shu Hotta, and Takeshi Yamao
  • 雑誌名: Stat. Solidi C 巻: Vol, 9, No. 12 ページ: 2545?2548
  • DOI: DOI:10.1002/pssc.201200286
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spectrally-narrowed emissions from organic transistors composed of layered crystals laminated on a two-dimensional diffraction grating (2012)
  • 著者名/発表者名: Yoshitaka Makino, Akinori Okada, Shu Hotta, and Takeshi Yamao
  • 雑誌名: Mol. Cryst. Liq. Cryst 巻: Vol. 566, No. 1 ページ: 8?12
  • DOI: DOI:10.1080/15421406.2012.701108
  • 査読あり
• [雑誌論文] Refractive index measurements of well-defined polygon crystals of thiophene/phenylene co-oligomers (2012)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Yamao, Naoki Sakamoto, Shu Hotta, Hitoshi Mizuno, and Hisao Yanagi
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys 巻: Vol. 51, No. 11 ページ: 11PD03/6
  • DOI: DOI:10.1143/JJAP.51.11PD03
  • 査読あり
• [雑誌論文] Superstructures based upon n- and p-type organic semiconductors: Toward light-emitting device applications (2012)
  • 著者名/発表者名: Waka Hayashi, Kohei Terasaki, Kentaro Kajiwara, Takeshi Yamao, and Shu Hotta
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys 巻: Vol. 51, No. 8 ページ: 08HF06/5
  • DOI: DOI:10.1143/JJAP.51.08HF06
  • 査読あり
• [雑誌論文] Light-emitting field-effect transistors having metal electrodes modified with an organic thin film (2012)
  • 著者名/発表者名: Akinori Okada, Yoshihide Fukaya, Shu Hotta, and Takeshi Yamao
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys 巻: Vol. 51, No. 4 ページ: 04DK07/5
  • DOI: DOI:10.1143/JJAP.51.04DK07
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dispersion of the refractive indices of thiophene/phenylene co-oligomer single crystals (2011)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Yamao, Yuki Okuda, Yoshitaka Makino, and Shu Hotta
  • 雑誌名: J. Appl. Phys 巻: Vol. 110, No. 5 ページ: 053113/7
  • DOI: DOI:10.1063/1.3634117
  • 査読あり
• [雑誌論文] Light-emitting field-effect transistors consisting of bilayer-crystal organic semiconductors (2011)
  • 著者名/発表者名: Kentaro Kajiwara, Kohei Terasaki, Takeshi Yamao, and Shu Hotta
  • 雑誌名: Adv. Funct. Mater 巻: Vol. 21, No. 15 ページ: 2854?2860
  • DOI: DOI:10.1002/adfm.201100474
  • 査読あり
• [雑誌論文] Giant organic single-crystals of a thiophene/phenylene co-oligomer toward device applications (2011)
  • 著者名/発表者名: Yuhi Inada, Takeshi Yamao, Mari Inada, Toshiaki Itami, and Shu Hotta
  • 雑誌名: Synth. Met 巻: Vol. 161, No. 17?18 ページ: 1869-1877
  • DOI: DOI:10.1016/j.synthmet.2011.06.026
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spectrally-narrowed emissions from a layered organic transistor equipped with a diffraction grating (2011)
  • 著者名/発表者名: Yoshitaka Makino, Taiki Hinode, Akinori Okada, Takeshi Yamao, Naoto Tsutsumi, and Shu Hotta
  • 雑誌名: Physics Procedia 巻: Vol. 14 ページ: 177?181
  • DOI: DOI:10.1016/j.phpro.2011.05.036
  • 査読あり
• [雑誌論文] The thiophene/phenylene co-oligomers: Exotic molecular semiconductors integrating high-performance electronic and optical functionalities (2011)
  • 著者名/発表者名: Shu Hotta and Takeshi Yamao
  • 雑誌名: J. Mater. Chem 巻: Vol. 21, No. 5 ページ: 1295?1304
  • DOI: DOI:10.1039/C0JM02290J
  • 査読あり
• [雑誌論文] Light-emitting field-effect transistors made of single crystals of an ambipolar thiophene/phenylene co-oligomer (2011)
  • 著者名/発表者名: Toshifumi Katagiri, Yasuhiro Shimizu, Kohei Terasaki, Takeshi Yamao, Shu Hotta
  • 雑誌名: Org. Electron 巻: Vol. 12, No. 1 ページ: 8?14
  • DOI: DOI:10.1016/j.orgel.2010.10.003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Current-injected spectrally-narrowed emissions from an organic transistor (2010)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Yamao, Yoichi Sakurai, Kohei Terasaki, Yasuhiro Shimizu, Hiroshi Jinnai, and Shu Hotta
  • 雑誌名: Adv. Mater 巻: Vol. 22, No. 33 ページ: 3708?3712
  • DOI: DOI:10.1002/adma.201000171
  • 査読あり
• [学会発表] Spectrally-narrowed emissions from organic crystals mounted on transfer-printed parylene diffraction gratings (2013)
  • 著者名/発表者名: Yoshihide Fukaya
  • 学会等名: Seventh International Conference on Molecular Electronics and Bioelectronics
  • 発表場所: Fukuoka International Congress Center, Fukuoka
  • 年月日: 2013-03-19
• [学会発表] Improved method for fabricating electrodes of organic light-emitting field-effect transistors (2012)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Yamao
  • 学会等名: The 6th International Workshop on Advanced Materials Science and Nanotechnology
  • 発表場所: Ha Long City, Vietnam
  • 年月日: 2012-11-11
• [学会発表] 有機半導体複合結晶の作製 (2012)
  • 著者名/発表者名: 丸山宗隆
  • 学会等名: 第61回高分子討論会
  • 発表場所: 名古屋工業大学,愛知県
  • 年月日: 2012-09-21
• [学会発表] 有機半導体結晶を用いた発光トランジスタの作製 (2012)
  • 著者名/発表者名: 深谷佳秀
  • 学会等名: 第61回高分子討論会
  • 発表場所: 名古屋工業大学,愛知県
  • 年月日: 2012-09-20
• [学会発表] 高品質有機半導体結晶の作製 (2012)
  • 著者名/発表者名: 林和佳
  • 学会等名: 第61回高分子討論会
  • 発表場所: 名古屋工業大学,愛知県
  • 年月日: 2012-09-19
• [学会発表] 二次元回折格子上に直接成長した有機結晶からの電流励起狭線化発光 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山雄健史
  • 学会等名: 第73回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 愛媛大学城北地区,松山大学文京キャンパス,愛媛県
  • 年月日: 2012-09-12
• [学会発表] Organic-crystal light-emitting field-effect transistors exhibiting intense emissions (2012)
  • 著者名/発表者名: Yoshihide Fukaya
  • 学会等名: The 2012 International Conference on Flexible and Printed Electronics
  • 発表場所: Yasuda Auditorium, Hongo Campus, The University of Tokyo, Tokyo
  • 年月日: 2012-09-07
• [学会発表] Hybrid crystals based on thiophene/phenylene co-oligomers (2012)
  • 著者名/発表者名: Munetaka Maruyama
  • 学会等名: 9th International Conference on Electroluminescence & Organic Optoelectronics
  • 発表場所: Luigans hotel, Fukuoka
  • 年月日: 2012-09-04
• [学会発表] Emission and charge transport properties of thiophene-terminated thiophene/phenylene co-oligomer crystals (2012)
  • 著者名/発表者名: Yusaku Sakurai
  • 学会等名: 9th International Conference on Electroluminescence & Organic Optoelectronics
  • 発表場所: Luigans hotel, Fukuoka
  • 年月日: 2012-09-04
• [学会発表] Current-injected spectrally-narrowed emissions from organic-crystal light-emitting transistors having a diffraction grating (2012)
  • 著者名/発表者名: Akinori Okada
  • 学会等名: Fifth International Conference on Optical, Optoelectronic and Photonic Materials and Applications
  • 発表場所: Nara Prefectural New Public Hall, Nara
  • 年月日: 2012-06-06
• [学会発表] (チオフェン/フェニレン)コオリゴマー単結晶の屈折率分散(II) (2012)
  • 著者名/発表者名: 山雄健史
  • 学会等名: 第59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 早稲田大学早稲田キャンパス,東京都
  • 年月日: 2012-03-18
• [学会発表] Superstructures based upon n-type and p-type organic semiconductors: Toward light-emitting device applications (2011)
  • 著者名/発表者名: Waka Hayashi
  • 学会等名: 33rd International Symposium on Dry Process
  • 発表場所: Kyoto Garden Palace, Kyoto
  • 年月日: 2011-10-11
• [学会発表] Light-emitting field-effect transistors having metal electrodes modified with an organic thin film (2011)
  • 著者名/発表者名: Akinori Okada
  • 学会等名: 2011 International Conference on Solid State Devices and Materials
  • 発表場所: Aichi Industry & Labor Center, Aichi
  • 年月日: 2011-09-29
• [学会発表] n 型有機半導体の結晶作製とデバイス応用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 林和佳
  • 学会等名: 第60回高分子討論会
  • 発表場所: 岡山大学津島キャンパス,岡山県
  • 年月日: 2011-09-29
• [学会発表] (チオフェン/フェニレン)コオリゴマー結晶を用いた有機発光電界効果トランジスタの作製 (2011)
  • 著者名/発表者名: 深谷佳秀
  • 学会等名: 第60回高分子討論会
  • 発表場所: 岡山大学津島キャンパス,岡山県
  • 年月日: 2011-09-28
• [学会発表] 有機半導体オリゴマー結晶を用いた狭線化発光デバイス (2011)
  • 著者名/発表者名: 山雄健史
  • 学会等名: 情報科学用有機材料第142委員会「有機光エレクトロニクス部会 第46回研究会」
  • 発表場所: 東京理科大学森戸記念館,東京都
  • 年月日: 2011-09-27
• [学会発表] Spectrally-narrowed emissions from organic transistors composed of layered crystals on a two-dimensional diffraction grating (2011)
  • 著者名/発表者名: Yoshitaka Makino
  • 学会等名: KJF International Conference on Organic Materials for Electronics and Photonics
  • 発表場所: HYUNDAI hotel, Gyeongju, Korea
  • 年月日: 2011-09-16
• [学会発表] 有機トランジスタからの電流励起狭線化発光(IV)～回折格子上の積層有機結晶トランジスタ～ (2011)
  • 著者名/発表者名: 山雄健史
  • 学会等名: 第72回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 山形大学小白川キャンパス,山形県
  • 年月日: 2011-09-02
• [学会発表] Spectrally-narrowed emissions from a layered organic transistor equipped with a diffraction grating (2010)
  • 著者名/発表者名: Yoshitaka Makino
  • 学会等名: 9th International Conference on Nano-Molecular Electronics
  • 発表場所: International Conference Center Kobe, Hyogo
  • 年月日: 2010-12-14
• [学会発表] 積層有機結晶発光トランジスタ (2010)
  • 著者名/発表者名: 山雄健史
  • 学会等名: 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: 2010-09-17
• [図書] 有機半導体デバイス-基礎から最先端材料・デバイスまで- (2010)
  • 著者名/発表者名: 堀田 収
  • 総ページ数: 171-175,299?300
  • 出版者: 株式会社オーム社
• [図書] 有機半導体デバイス-基礎から最先端材料・デバイスまで- (2010)
  • 著者名/発表者名: 山雄健史
  • 総ページ数: 202?206
  • 出版者: 株式会社オーム社
• [産業財産権] 第2ゲート電極を有する有機発光トランジスタ (2012)
  • 発明者名: 山雄健史、堀田収、仙石倫章、山田経世
  • 権利者名: 国立大学法人京都工芸繊維大学
  • 産業財産権番号: 特願2012-31606
  • 出願年月日: 2012-02-16
• [産業財産権] 材料の単結晶薄膜製造方法及び単結晶薄膜製造装置 (2012)
  • 発明者名: 山雄健史、堀田収、大田郷史、三木智晴
  • 権利者名: 国立大学法人京都工芸繊維大学
  • 産業財産権番号: 特許第4982845号
  • 取得年月日: 2012-05-11
• [産業財産権] 発光トランジスタ (2011)
  • 発明者名: 山雄健史、堀田収、櫻井陽一、牧野吉剛、寺崎皓平、岡田哲周
  • 権利者名: 国立大学法人京都工芸繊維大学
  • 産業財産権番号: PTC/JP2011/052760
  • 出願年月日: 2011-02-09
  • 外国
• [産業財産権] 有機積層体を含む発光トランジスタ (2010)
  • 発明者名: 堀田収、山雄健史、寺崎皓平、岡田哲周、梶原健太郎
  • 権利者名: 国立大学法人京都工芸繊維大学
  • 産業財産権番号: 特願2010-248628
  • 出願年月日: 2010-11-05
• [産業財産権] 電気光学導波路およびそれを用いた電気光学素子 (2010)
  • 発明者名: 神原浩久、小勝負信建、小林潤也、山雄健史、堀田収
  • 権利者名: 日本電信電話株式会社、国立大学法人京都工芸繊維大学
  • 産業財産権番号: 特願2010-186649
  • 出願年月日: 2010-08-23