大規模伝導計算による有機半導体のキャリア機構の解明

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23360018
• 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: 薄膜・表面界面物性
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 小林 伸彦 筑波大学, 数理物質系, 准教授 (10311341)
• 研究分担者: 石井 宏幸 筑波大学, 数理物質系, 助教 (00585127)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 有機半導体 / キャリア / 伝導 / 理論

研究概要

有機半導体のキャリア伝導機構を原子レベルから理論的に解析することに成功した。第一原理電子状態によって有機分子の電子状態、分子間力、熱揺らぎを解析し、有機トランジスタにおけるキャリアコヒーレンスと熱揺らぎの強い相関を明らかにした。時間依存波束拡散伝導法によって移動度と平均自由行程の温度依存性や、トラップポテンシャルによる効果、移動度に対する熱揺らぎの効果を定量的に評価することに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Strong anisotropy of momentum-relaxation time induced by intermolecular vibrations of single-crystal organic semiconductors (2013)
  • 著者名/発表者名: H.Ishii, N.Kobayashi, K.Hirose
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 88 ページ: 205208 (1-6)
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.88.205208
  • 査読あり
• [雑誌論文] Wave-packet approach to transport properties of carrier coupled with intermolecular and intramolecular vibrations of organic semiconductors (2012)
  • 著者名/発表者名: H.Ishii, K.Honma, N.Kobayashi, K.Hirose
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 85 ページ: 245206(1-9)
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.85.245206
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multi-Scale Quantum Transport Simulations from Atomistic Levels (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Hirose, H.Ishii, N.Kobayashi
  • 雑誌名: J. Vac. Soc. Jpn 巻: 54 ページ: 501-506
  • DOI: 10.3131/jvsj2.54.501
  • 査読あり
• [学会発表] Wave-packet approach to thermal fluctuation effects on charge transport of organic semiconductors (2013)
  • 著者名/発表者名: H.Ishii, N.Kobayashi and K.Hirose
  • 学会等名: 2013 American Physical Society March Meeting
  • 発表場所: Baltimore, USA
  • 年月日: 20130318-22
• [学会発表] Ab initio calculations of intermolecular interactions in single-crystal organic semiconductors (2012)
  • 著者名/発表者名: T.Fukami, H.Ishii, N.Kobayashi, T.Uemura, J.Takeya, K.Hirose
  • 学会等名: The 4th Tsukuba- Hsinchu Joint Symposium on Interdisciplinary Nano-Science and Technology (4th Tsukuba-Hsinchu SINST)
  • 発表場所: Tsukuba, Japan
  • 年月日: 20121217-18
• [学会発表] 第一原理電気伝導シミュレーション (2011)
  • 著者名/発表者名: 小林伸彦
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会シンポジウム 「ナノスケール量子輸送の計算科学的研究の現状・展望と次世代スパコンへの期待」
  • 発表場所: 富山大学五福キャンパス
  • 年月日: 2011-09-23
• [図書] Quantum transport calculations for nanosystems (2014)
  • 著者名/発表者名: K.Hirose, N.Kobayashi
  • 総ページ数: 1-523
  • 出版者: Pan Stanford Publishing
• [備考]
  • URL: http://www.bk.tsukuba.ac.jp/~cmslab/