有機結晶ｐｎ積層による固体レーザーの創製と発光メカニズムの解明

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23550208
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 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: 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): 2011 – 2013
• キーワード: 高性能レーザー / 先端電子デバイス / 有機半導体 / 有機結晶 / 酸化物半導体 / 駆動方法

研究概要

本研究では、有機半導体で電流注入レーザー発振する素子の実現を目標に、観測システムと素子構造の開発を行った。数100 kHz以上の周波数の交流電圧の下で素子を流れる電流と素子からの発光の時間変化を詳細に観測するシステムを新たに構築した。
素子構造に有機発光電界効果トランジスタを採用し、様々なp型とn型の有機材料を組み合わせる、有機結晶と無機半導体とで積層構造をつくる、などの材料面での工夫と、ゲート絶縁膜に回折格子を構築する、複数のゲート電極を配備する、など構造面での工夫を行った。これにより電流励起で高輝度発光する、もしくはスペクトルが著しく狭線化する素子を実現した。

研究成果

• [雑誌論文] Light emissions from organic crystal field-effect transistors with dual gate contacts (2014)
  • 著者名/発表者名: Takenori Kitazawa, Yoshihide Fukaya, Shu Hotta, and Takeshi Yamao
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: Vol. 53, No. 5S3 ページ: 05HB05/4
  • DOI: 10.7567/JJAP.53.05HB05
  • 査読あり
• [雑誌論文] Light-emitting field-effect transistors combining organic and metal oxide layers with partitioned heterogeneous source and drain electrodes (2014)
  • 著者名/発表者名: Shohei Higashihara, Keisei Yamada, Takeshi Yamao, and Shu Hotta
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: Vol. 53, No. 5S1 ページ: 05FT01/7
  • DOI: 10.7567/JJAP.53.05FT01
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phase refractive index dispersions of organic oligomer crystals with different molecular alignments (2014)
  • 著者名/発表者名: Yusaku Sakurai, Waka Hayashi, Takeshi Yamao, and Shu Hotta
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: Vol. 53, No. 2S ページ: 02BB01/6
  • DOI: 10.7567/JJAP.53.02BB01
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hybrid crystals based on thiophene/phenylene co-oligomers (2013)
  • 著者名/発表者名: Munetaka Maruyama, Takeshi Yamao, Shu Hotta, and Hisao Yanagi
  • 雑誌名: Displays 巻: Vol. 34, No. 5 ページ: 442–446
  • DOI: 10.1016/j.displa.2013.08.010
  • 査読あり
• [雑誌論文] Current-injected narrow linewidth emissions from organic-crystal light-emitting transistors having a diffraction grating (2012)
  • 著者名/発表者名: Akinori Okada, Yoshitaka Makino, Shu Hotta, and Takeshi Yamao
  • 雑誌名: Physica Status Solidi C 巻: Vol. 9, No. 12 ページ: 2545–2548
  • DOI: 10.1002/pssc.201200286
  • 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: Advanced Functional Materials 巻: Vol. 21, No. 15 ページ: 2854–2860
  • DOI: 10.1002/adfm.201100474
  • 査読あり
• [学会発表] デュアル・ゲート構造を有する有機発光電界効果トランジスタ (2014)
  • 著者名/発表者名: 深谷佳秀,北澤武範,山雄健史,堀田収
  • 学会等名: 第61回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 青山学院大学相模原キャンパス
  • 年月日: 2014-03-19
• [学会発表] Narrow linewidth emissions from light-emitting transistors combining organic semiconductor crystals and diffraction gratings (2013)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Yamao and Shu Hotta
  • 学会等名: 2013 MRS Fall Meeting & Exhibit
  • 発表場所: Hynes Convention Center, Boston, MA, USA
  • 年月日: 2013-12-05
  • 招待講演
• [学会発表] 金属酸化物半導体層をもつ有機薄膜発光トランジスタ (2013)
  • 著者名/発表者名: 山田経世,山雄健史,堀田収
  • 学会等名: 第74回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 同志社大学京田辺キャンパス
  • 年月日: 2013-09-18
• [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,岡田哲周,牧野吉剛,堀田収
  • 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
  • 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, Atsushi Inoue, Shu Hotta, and Takeshi Yamao
  • 学会等名: The 2012 International Conference on Flexible and Printed Electronics (ICFPE2012)
  • 発表場所: Yasuda Auditorium, Hongo Campus, The University of Tokyo
  • 年月日: 2012-09-07
• [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
  • 年月日: 2011-09-27
• [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 (2013)
  • 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
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: PCT/JP2013/53682
  • 出願年月日: 2013-02-15
  • 外国
• [産業財産権] 有機太陽電池およびその製造方法 (2013)
  • 発明者名: 堀田収、山雄健史、岩本尚樹、大賀健司、中村昌、中川貴雄、荻野賢治
  • 権利者名: 国立大学法人京都工芸繊維大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願2013-26847
  • 出願年月日: 2013-02-14
  • 外国