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2013 年度 実績報告書

有機半導体単結晶によるナノスケール光共振器構造の構築

研究課題

研究課題/領域番号 23510147
研究機関東北大学

研究代表者

熊代 良太郎  東北大学, 原子分子材料科学高等研究機構, 助教 (00396417)

研究分担者 徐 静涛  東北大学, 原子分子材料科学高等研究機構, 助手 (40571097)
平郡 諭  東北大学, 原子分子材料科学高等研究機構, 助教 (70611648)
劉 富才  東北大学, 原子分子材料科学高等研究機構, 助手 (60644797)
タンガベル カナガセカラン  東北大学, 原子分子材料科学高等研究機構, 助手 (40644802)
キーワード有機半導体 / ナノ構造 / FET / 光共振器 / 有機単結晶 / レーザー発振 / 電子線リソグラフィー
研究概要

既存の光共振器構造と電界効果型トランジスタ(FET)構造とを組み合わせ、有機半導体単結晶に適した電気励起レーザー素子構造を構築する、という研究目標を達成するため、前年度までの期間においては、新しい高効率発光有機単結晶材料の探索、およびFET構造中の界面状態制御による発光の高効率化を行ってきた。
平成25年度においては、光共振器とFETとの複合構造をナノスケールで実現するための最重要技術である電子線リソグラフィー技術を用いた、単結晶薄膜デバイス作製におけるマイクロパターニング手法の適用と物性評価を中心目標として研究を遂行した。
所属機関内での共同研究による、フェニルチオフェン新規誘導体単結晶を用いた光励起発光特性およびFET特性の研究の進展により、側鎖長や置換基位置、そして分子形状に基づいた結晶構造変化を基にした材料設計の指針を得ることができた。これらの知見と、FET構造における重要研究課題である金属-半導体接合状態の解析とを関連づけ、大気中で安定な発光動作を示すFETの開発に成功した。現在、成果が論文にまとめられ投稿されている。またこれらの結果をもとに、またデバイス内の界面状態制御と融合させた新しい研究を、研究分担者と共同して開始したいと考えている。
電子線リソグラフィーによる微小共振器構造作成を目指した技術開発を行った。有機半導体単結晶への光共振器微細構造作成には至らなかったが、化合物半導体単結晶への微細加工と物性評価を通じてリソグラフィー技術の条件最適化や特性評価法の確立を行った。

  • 研究成果

    (20件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (13件)

  • [雑誌論文] High-Sensitivity Photodetectors Based on Multilayer GaTe Flakes2014

    • 著者名/発表者名
      F. Liu, H. Shimotani, H. Shang, T. Kanagasekaran, V. Zolyomi, N. Drummond, V. I. Falko and K. Tanigaki
    • 雑誌名

      ACS NANO

      巻: 8(1)巻 ページ: 752-760

    • DOI

      10.1021/nn4054039

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Kondo-like mass enhancement of Dirac fermions in Ba(Fe1-xMnxAs)22014

    • 著者名/発表者名
      T. Urata, Y. Tanabe, K.K. Huynh, H. Oguro, K. Watanabe, S. Heguri and K. Tanigaki
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 89 ページ: 024503

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.89.024503

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electron and Hole Injection via Charge Transfer at the Topological Insulator Bi2-xSbxTe3-ySey-Organic Molecule Interface2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Tanabe, K.K. Huynh, R. Nouchi, S. Heguri, G. Mu, J.T. Xu, H. Shimotani and K. Tanigaki
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. C

      巻: 118 ページ: 3533-3538

    • DOI

      10.1021/jp409715s

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Single crystal biphenyl end-capped furan-incorporated oligomers: influence of unusual packing structure on carrier mobility and luminescence2013

    • 著者名/発表者名
      Kazuaki Oniwa, Thangavel Kanagasekaran, Tienan Jin, Md. Akhtaruzzaman, Yoshinori Yamamoto, Hiroyuki Tamura, Ikutaro Hamada, Hidekazu Shimotani, Naoki Asao, Susumu Ikeda, and Katsumi Tanaigaki
    • 雑誌名

      J. Mater. Chem. C

      巻: 1 ページ: 4163-4170

    • DOI

      10.1039/C3TC30220B

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Theoretical Analysis on the Optoelectronic Properties of Single Crystals of Thiophene-furan-phenylene Co-Oligomers: Efficient Photoluminescence due to Molecular Bending2013

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Tamura, Ikutaro Hamada, Hui Shang, Kazuaki Oniwa, Md. Akhtaruzzaman, Tienan Jin, Naoki Asao, Yoshinori Yamamoto, Thangavel Kanagasekaran, Hidekazu Shimotani, Susumu Ikeda, and Katsumi Tanaigaki
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. C

      巻: 117 ページ: 8072-8078

    • DOI

      10.1021/jp400646n

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Low-Temperature Physical and Thermoelectric Properties of Ba8Ni5Ge412013

    • 著者名/発表者名
      Jingtao Xu, Jiazhen Wu, Yoichi Tanabe, Satoshi Heguri, Gang Mu, Hidekazu Shimotani, and Katsumi Tanigaki
    • 雑誌名

      J. Elect. Mater.

      巻: 42 ページ: 2025-2029

    • DOI

      10.1007/s11664-013-2509-z

  • [雑誌論文] A Field-Directional Specific Heat Study on the Gap Structure of Overdoped Ba(Fe1-xCox)(2)As-22013

    • 著者名/発表者名
      Gang Mu, Jun Tang, Yoichi Tanabe, Jingtao Xu, Bin Zeng, Bing Shen, Fei Han, Hai-Hu Wen, Satoshi Heguri, and Katsumi Tanigaki
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn.

      巻: 82 ページ: 054714

    • DOI

      10.7566/JPSJ.82.054714

    • 査読あり
  • [学会発表] Physical Properties Study on Nobel Metal Containing Type I Clathrates: Ba8MxGe46-x (M=Cu, Ag, Au), Synthesized by Sn Flux2014

    • 著者名/発表者名
      Jiazhen Wu, Satoshi Heguri, Yoichi Tanabe, Hidekazu Shimotani, and Katsumi Tanigaki
    • 学会等名
      日本物理学会第69回年次大会
    • 発表場所
      平塚
    • 年月日
      20140327-20140330
  • [学会発表] Synthesis and characterization of Bi2-xSbxTe3-ySey ultrathin films2014

    • 著者名/発表者名
      Tu Ngoc Han, Yoichi Tanabe, Khuong Kim Huynh, Hidetoshi Oguro, Kazuo Watanabe, Satoshi Heguri, Hidekazu Shimotani, and Katsumi Tanigaki
    • 学会等名
      日本物理学会第69回年次大会
    • 発表場所
      平塚
    • 年月日
      20140327-20140330
  • [学会発表] Magnetic properties in electron doped acenes2014

    • 著者名/発表者名
      Quynh T. N. Phan, Satoshi Heguri, and Katsumi Tanigaki
    • 学会等名
      日本物理学会第69回年次大会
    • 発表場所
      平塚
    • 年月日
      20140327-20140330
  • [学会発表] Rubrene-Doped Tetracene Crystals with High Luminescent Efficiency Applied in Field-Effect Transistors2014

    • 著者名/発表者名
      Hui Shang, Kanagasekaran Thangavel, Fucai Liu, Shota Kobayashi, Hidekazu Shimotani, and Katsumi Tanigaki
    • 学会等名
      日本物理学会第69回年次大会
    • 発表場所
      平塚
    • 年月日
      20140327-20140330
  • [学会発表] Synthesis and electronic states of cage-structured clathrates containing d-transition elements2014

    • 著者名/発表者名
      Thangavel Kanagasekaran, Jiazhen Wu, Satoshi Heguri, Yoichi Tanabe, Hidekazu Shimotani, and Katsumi Tanigaki
    • 学会等名
      日本物理学会第69回年次大会
    • 発表場所
      平塚
    • 年月日
      20140327-20140330
  • [学会発表] 物質内部空間に存在する原子の創出するフォノン:アインシュタインモードからラットリングモードへの移行2014

    • 著者名/発表者名
      谷垣勝己、Jiazhen Wu、平郡諭、田邉洋一、下谷秀和
    • 学会等名
      日本物理学会第69回年次大会
    • 発表場所
      平塚
    • 年月日
      20140327-20140330
  • [学会発表] Ba黒鉛層間化合物の作製と超伝導2014

    • 著者名/発表者名
      平郡諭、河出直哉、藤沢拓実、山口明、住山昭彦、谷垣勝己、小林本忠
    • 学会等名
      日本物理学会第69回年次大会
    • 発表場所
      平塚
    • 年月日
      20140327-20140330
  • [学会発表] 絶縁層表面修飾による有機薄膜トランジスタのキャリア注入障壁の変化2014

    • 著者名/発表者名
      下谷秀和、カナガセカラン サンガベル、谷垣勝己
    • 学会等名
      日本物理学会第69回年次大会
    • 発表場所
      平塚
    • 年月日
      20140327-20140330
  • [学会発表] 鉄系超伝導体FeSeの単結晶育成と磁場中輸送特性2014

    • 著者名/発表者名
      田邉洋一、浦田隆広、Huynh Kim Khuong、小黒英俊、渡辺和雄、平郡諭、谷垣勝己
    • 学会等名
      日本物理学会第69回年次大会
    • 発表場所
      平塚
    • 年月日
      20140327-20140330
  • [学会発表] カリウム金属添加ピセン化合物Kxpiceneの磁化率2013

    • 著者名/発表者名
      小林本忠,藤原佑樹,平郡諭,谷垣勝己
    • 学会等名
      日本物理学会2013年秋季大会
    • 発表場所
      徳島
    • 年月日
      20130925-20130928
  • [学会発表] 鉄ニクタイド化合物Ba(FeAs)2のディラックコーンへの非磁性・磁性不純物置換効果2013

    • 著者名/発表者名
      田邉洋一,浦田隆広,Huynh Kim Khuong,平郡諭,谷垣勝己
    • 学会等名
      日本物理学会2013年秋季大会
    • 発表場所
      徳島
    • 年月日
      20130925-20130928
  • [学会発表] Effects of d-elements substitution on electronic states in clathrate compounds2013

    • 著者名/発表者名
      J. Wu,D. Pranant,S. Heguri,Y. Tanabe,H. Shimotani and K. Tanigaki
    • 学会等名
      日本物理学会2013年秋季大会
    • 発表場所
      徳島
    • 年月日
      2013-09-27
  • [学会発表] 単結晶六方晶窒化ホウ素へのキャリアドーピング2013

    • 著者名/発表者名
      平郡諭,Phan T. N. Quynh,田邉洋一,下谷秀和,谷口尚,谷垣勝己
    • 学会等名
      日本物理学会2013年秋季大会
    • 発表場所
      徳島
    • 年月日
      2013-09-26

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公開日: 2015-05-28  

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