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2012 年度 実績報告書

結晶核パターニングによる有機分子のオンデマンド結晶成長技術の創成

研究課題

研究課題/領域番号 23360013
研究機関神戸大学

研究代表者

上田 裕清  神戸大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40116190)

研究分担者 三崎 雅裕  神戸大学, 学内共同利用施設等, 助教 (00462862)
石田 謙司  神戸大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20303860)
小柴 康子  神戸大学, 工学(系)研究科(研究院), 助手 (70243326)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2014-03-31
キーワード国際研究者交流 / 有機半導体 / 結晶成長 / 配向制御 / オンデマンド / パターニング / コンタクトプリント / 薄膜トランジスタ
研究概要

有機デバイス創出のための基盤技術として、”所定の位置”に”所定のサイズ”で結晶方位のそろった有機結晶を集積化する「オンデマンド有機結晶成長技術」の開発を目的として、可溶性前駆体からの有機半導体の熱転換結晶成長、結晶成長テンプレート形成とパターニングおよび配列有機結晶を用いた光・電子デバイスの創出に関する研究を実施した。 Siウェハーおよび石英ガラス上に作製したチオフェン前駆体膜は均一は非晶膜から形成され、加熱処理によりチオフェンへ転換し、脱離成分を溶媒として結晶成長すること、結晶化温度を制御することで約0.1mmの単結晶薄膜が得られ有機トランジスタに応用できることを見出した。また、ペンタセン前駆体はレーザーアニールで均一なペンタセン薄膜に転換し、さらにマスクを通じてレーザーを照射することで露光部のみを転化させるオンデマンド結晶成長およびパターン形成に成功した。一方、主鎖骨格に発光能と光配向能を合わせ持つ新規ポリマーの合成に成功し、ポリマーを用いた非接触結晶成長に関する基礎的知見が得られた。さらに、グレーティング構造をもつシリコンゴムをテンプレートとして高分子発光材料を湿式成膜し、熱処理条件を最適化することで一次元配向した発光層の創成に成功した。この膜はコンタクトプリント法により基板の転写が可能で、配向制御高分子薄膜創成に関する新規手法を確立した。デバイス作製プロセスについても、昨年度見出したフォトコンタクトプリント法に対し、スタンパーにフォトクロミック色素を直接導入することで適用基板の拡張に成功し、真空フリーによるオール有機デバイス創成に向けた基礎的知見も得た。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

申請書に記載した平成24年度の4研究テーマ、(1)可溶性前駆体からの有機半導体の光・熱転換結晶成長とパターニング、(2)低次元反応場の創成と有機結晶成長、(3)真空中での分子熱力学物性探索、(4)配列有機結晶を用いた光・電子デバイスの創出はほぼ達成し、研究成果として学術報告ならびに論文投稿につながった。

今後の研究の推進方策

平成23-24年度の成果を基に構造の最適化を図るとともに申請書に記載したレーザーアニール法やMEMSの概念を応用して有機半導体の3次元組織化および配列有機結晶を用いた光・電子デバイスの創出に取り組む。また、最新の情報収集により新たな課題も取り入れ「結晶核パターニングによる有機分子のオンデマンド結晶成長技術の創成」の充実に努める。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (5件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Pyroelectric Response of Submicron Free-Standing Poly(vinylidene fluoride/trifluoroethylene) Copolymer Thin Films2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Kuroda, Y. Koshiba, M. Misaki, K. Ishida, Y. Ueda
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 6 ページ: 021601

    • DOI

      DOI.org/10.7567/APEX.6.021601

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermal Conversion Behaviour and Morphology Control of Benzoporphycene from a Nobel Soluble Precursor2013

    • 著者名/発表者名
      H. Saeki, O. Kurimoto, M. Misaki, D. Kuzuhara, H. Yamada, Y. Ueda
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 6 ページ: 035601

    • DOI

      DOI.org/10.7567/APEX.6.035601

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication of Dense and Mono-disperse n-Type Phthalocyanine Nanorods2013

    • 著者名/発表者名
      H. Saeki, M. Nishimoto, Y. Koshiba, M. Misaki, K. Ishida, Y. Ueda
    • 雑誌名

      Thin Solid Films

      巻: 531 ページ: 513-518

    • DOI

      DOI.org/10.1016/j.tsf.2013.01.009

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural and Ferroelectric Characterization of Uniaxially Oriented Vinylidene Fluoride Oligomer Thin Films2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Kuroda, Y. Koshiba, M. Misaki, S. Horie, K. Ishida, Y. Ueda
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 51 ページ: 04DK05-1-4

    • DOI

      DOI: 10.1143/JJAP.51.04DK05

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molecular Orientation and Anisotropic Carrier Mobility in Poorly Soluble Polythiophene Thin Films2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Hosokawa, M. Misaki, S. Yamamoto, S. Torii, K. Ishida, Y. Ueda
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 100 ページ: 203305

    • DOI

      DOI.org/10.1063/1.4718424

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enhanced Photovoltaic Performance of Polymer Solar Device by Inserting Nanocrystal Titanium Oxide Interlayer2012

    • 著者名/発表者名
      K. Sasaki, T. Yamanari, S. Takano, Y. Yoshida, Y. Ueda
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics, Rapid Communications

      巻: 51 ページ: 090203

    • DOI

      DOI.org/10.1143/JJAP.51.090203

    • 査読あり
  • [学会発表] 周期構造を有する閉鎖空間を利用した有機半導体の結晶成長2013

    • 著者名/発表者名
      李旭東,三崎雅裕,小柴康子, 石田謙司,上田裕清
    • 学会等名
      第60回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      神奈川
    • 年月日
      20130329-20130329
  • [学会発表] Vapor pressure of ionic liquid [EMIM][TF2N] at vacuum2013

    • 著者名/発表者名
      M. Ayano, Y. Koshiba, M. Misaki, K. Ishida, Y. Ueda
    • 学会等名
      M&BE 7
    • 発表場所
      kobe
    • 年月日
      20130318-20130318
  • [学会発表] Real-time Observation of P3HT/PCBM Bulk Heterojunction Formation Process2012

    • 著者名/発表者名
      K. Sasaki, T. Yamanari, N. Ohashi, H. Ogo, Y. Yoshida, Y. Ueda
    • 学会等名
      2012MRS Fall Meeting & Exhibit
    • 発表場所
      Boston, USA
    • 年月日
      20121128-20121128
  • [学会発表] 熱転化型ベンゾポルフィセン薄膜(I)-熱転化挙動-2012

    • 著者名/発表者名
      栗本大海, 佐伯宏之, 小柴康子, 三崎雅裕, 石田謙司, 上田裕清, 葛原大軌, 山田容子
    • 学会等名
      2012年秋季第73回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      松山市
    • 年月日
      20120912-20120912
  • [学会発表] スピロピラン修飾ポリジメチルシロキサンによる導電性高分子のマイクロコンタクトプリント2012

    • 著者名/発表者名
      朝元公一,河野晃和,神田桃吾,三崎雅裕,小柴康子,石田謙司,上田裕清
    • 学会等名
      第61回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      横浜市
    • 年月日
      20120531-20120531
  • [産業財産権] 有機薄膜の作製方法2013

    • 発明者名
      上田、三崎、濱田
    • 権利者名
      神戸大学/日本化薬
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願 2013-047403
    • 出願年月日
      2013-03-08

URL: 

公開日: 2014-07-24  

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