ｉｎ ｓｉｔｕ非線形分光による有機金属界面分子配向と界面相互作用の研究

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23550213
• 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: 独立行政法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 宮前 孝行 独立行政法人産業技術総合研究所, ナノシステム研究部門, 主任研究員 (80358134)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: 表面・界面 / 和周波発生 / 有機EL / 有機薄膜太陽電池

研究概要

界面に存在する分子を選択的に励起できる2波長可変和周波発生(SFG)分光法により、有機界面や実動作する有機デバイスの埋もれた有機層のその場解析を進めた。有機EL材料を用いた埋もれた界面のSFG計測では、金属と有機材料界面における電荷移動による相互作用を確認できた。また有機EL実デバイスと同じ構成の素子を用いて、有機EL素子を駆動した際の内部電荷の状態をその場計測することに成功した。さらに有機薄膜太陽電池材料界面のSFG計測において、試料加熱により表面に高分子鎖の結晶性の向上とそれに伴うπ共役系の伸張が確認できた。

研究成果

• [雑誌論文] Why Can Organic Liquids Move Easily on Smooth Alkyl-Terminated Surfaces? (2014)
  • 著者名/発表者名: C. Urata, B. Masheder, D. F. Cheng, D. F. Miranda, G. J. Dunderdate, T. Miyamae, and A. Hozumi
  • 雑誌名: Langmuir 巻: 30 ページ: 4049-4055
  • DOI: 10.1021/la500548v
  • 査読あり
• [雑誌論文] Feasibility Study for Near-Field Optical Sum-Frequency Generation Spectroscopy using a Metal Coated Fiber (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Miyamae and T. Tokizaki
  • 雑誌名: e-J. Surf. Sci. Nanotech. 巻: 11 ページ: 76-79
  • DOI: 10.1380/ejssnt.2013.76
  • 査読あり
• [雑誌論文] 和周波発生分光法による界面評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 宮前孝行
  • 雑誌名: 接着の技術 巻: 32 ページ: 44-48
• [雑誌論文] Probing buried organic layers in organic light-emitting diodes under operation by electric-field- induced doubly resonant sum-frequency generation spectroscopy (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Miyamae, N. Takada, and T. Tsutsui
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett. 巻: 101 ページ: 073304
  • DOI: 10.1063/1.4746273
  • 査読あり
• [雑誌論文] SFG分光法を用いたソフトコンタクトレンズ材料/水界面の構造解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 伊藤裕治、河合哲司、安田章廣、宮前孝行
  • 雑誌名: 高分子論文集 巻: 69 ページ: 27-32
  • DOI: 10.1295/koron.69.27
  • 査読あり
• [雑誌論文] 和周波発生分光による界面の分析評価・解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 宮前孝行
  • 雑誌名: Polyfile 巻: 49 ページ: 38-42
• [雑誌論文] 和周波発生(SFG)分光による有機界面の解析―埋もれた界面を探る計測技術― (2011)
  • 著者名/発表者名: 宮前孝行
  • 雑誌名: O Plus E 巻: 33 ページ: 155-159
• [雑誌論文] Surface Structure of Sulfuric Acid Solution Relevant to Sulfate Aerosol : Molecular Dynamics Simulation Combined with Sum Frequency Generation Measurement (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Ishiyama, A. Morita, and T. Miyamae
  • 雑誌名: Phys. Chem. Chem. Phys. 巻: 13 ページ: 20965-20973
  • DOI: 10.1039/C1CP21920K
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of the interactions between Alq_3 thin films and Al probed by two-color sum-frequency generation spectroscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Miyamae, E. Ito, Y. Noguchi, H. Ishii
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C 巻: 115 ページ: 9551-9560
  • DOI: 10.1021/jp201051h
  • 査読あり
• [学会発表] 界面和周波発生法による有機デバイスにおける層界面の構造評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 宮前孝行
  • 学会等名: 産総研計測フロンティア研究部門第32回公開セミナー
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2014-02-10
• [学会発表] Probing Buried Organic Interfaces using Sum-Frequency Generation Vibrational Spectroscopy (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Miyamae
  • 学会等名: 3rd NANOTECH-NRI Joint Workshop
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2014-01-28
• [学会発表] 2重共鳴SFG分光によるP3HT : PCBMバルクへテロ接合薄膜表面の熱処理効果 (2013)
  • 著者名/発表者名: 宮前孝行、下位幸弘
  • 学会等名: 第33回表面科学学術講演会
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2013-11-28
• [学会発表] Surface Structural Study of PCBM : P3HT thin films by Sum-Frequency Generation Spectroscopy (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Miyamae and Y. Shimoi
  • 学会等名: 12th International Conference on Atomically Controlled Surfaces, Interfaces and Nanostructures
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2013-11-07
• [学会発表] PCBM : P3HT薄膜界面の二重共鳴SFG分光 (2013)
  • 著者名/発表者名: 宮前孝行、下位幸弘
  • 学会等名: 第7回分子科学討論会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2013-09-24
• [学会発表] 二重共鳴SFG分光によるPCBM : P3HT薄膜表面の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 宮前孝行、下位幸弘
  • 学会等名: 第74回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 同志社大学
  • 年月日: 2013-09-17
• [学会発表] 二重共鳴和周波発生分光を用いた有機薄膜の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 宮前孝行
  • 学会等名: 第74回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 同志社大学
  • 年月日: 2013-09-17
• [学会発表] Characterization of PCBM : P3HT Thin Film Interfaces by Doubly-Resonant Sum-Frequency Generation Spectroscopy (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Miyamae and Y. Shimoi
  • 学会等名: KJF International Conference 2013 on Organic Materials for Electronics and Photonics (KJF 2013)
  • 発表場所: Busan, Korea
  • 年月日: 2013-08-31
• [学会発表] 和周波発生分光法による界面評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 宮前孝行
  • 学会等名: 日本接着学会講習会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2013-01-25
• [学会発表] 有機高分子の界面の先端分析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 宮前孝行
  • 学会等名: 第日本ゴム協会24回エラストマーの補強研究分科会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-12-12
• [学会発表] 電界誘起2重共鳴和周波分光による多層有機EL素子の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 宮前孝行、高田徳幸、筒井哲夫
  • 学会等名: 有機EL討論会第15回例会
  • 発表場所: 島根
  • 年月日: 2012-11-21
• [学会発表] Probing surfaces and interfaces using sum-frequency generation spectroscopy (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Miyamae
  • 学会等名: International Mini-symposium on Surface and Interface for Engineering Neo-Biomimetics
  • 発表場所: Nagoya
  • 年月日: 2012-10-18
• [学会発表] SFG and MD simulation study of aqueous sulfuric acid solution surfaces (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Miyamae, T. Ishiyama, A. Morita
  • 学会等名: 14th International Conference on Vibrations at Surfaces
  • 発表場所: Kobe
  • 年月日: 2012-09-26
• [学会発表] 多層有機EL素子の電界誘起2重共鳴SFG分光 (2012)
  • 著者名/発表者名: 宮前孝行、高田徳幸、筒井哲夫
  • 学会等名: 第6回分子科学討論会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-09-20
• [学会発表] 実動作下の多層有機EL素子の2重共鳴SFG分光 (2012)
  • 著者名/発表者名: 宮前孝行、高田徳幸、筒井哲夫
  • 学会等名: 第73回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 愛媛
  • 年月日: 2012-09-11
• [学会発表] 和周波発生分光を用いた高分子表面・界面分析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 宮前孝行
  • 学会等名: 高分子学会第30回高分子表面研究会講座
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-07-06
• [学会発表] 和周波発生分光による埋もれた固体界面の測定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 宮前孝行
  • 学会等名: 日本表面科学会第72回表面科学研究会「和周波発生分光法による表面・界面計測」
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-03-19
• [学会発表] 和周波発生分光による有機界面の挙動 (2012)
  • 著者名/発表者名: 宮前孝行
  • 学会等名: 高分子学会高分子基礎物性・高分子計算機科学合同研究会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-03-14
• [学会発表] SFG分光による界面の解析ー固液界面、極微界面ー (2012)
  • 著者名/発表者名: 宮前孝行
  • 学会等名: 第5回SFG研究会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2012-03-10
• [学会発表] ミクロンサイズの共振器を用いた極微センシング技術 (2012)
  • 著者名/発表者名: 宮前孝行
  • 学会等名: 第4回産総研ナノシステム連携促進フォーラム
  • 発表場所: 秋葉原
  • 年月日: 2012-02-02
• [学会発表] Two-Color Sum-Frequency Generation Study for Buried Poly(9,9-diocthylfluorenyl- 2,7-diyl) Interfaces (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Miyamae, K. Tsukagoshi, W. Mizutani
  • 学会等名: 6th International Symposium onSurface Science
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2011-12-14
• [学会発表] 硫酸水溶液表面の解離状態 (2011)
  • 著者名/発表者名: 宮前孝行、石山達也、森田明弘
  • 学会等名: 表面界面スペクトロスコピー2011
  • 発表場所: 三浦市
  • 年月日: 2011-12-03
• [学会発表] 微小球共振器による化学・バイオセンサー (2011)
  • 著者名/発表者名: 宮前孝行、西村聡、井上貴仁、時崎高志
  • 学会等名: 第5回分子科学討論会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2011-09-20
• [学会発表] Probing Organic/Metal Interfaces using Two-Color Sum-Frequency Generation (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Miyamae
  • 学会等名: Workshop on characterizations for OPV materials and devices
  • 発表場所: Tsukuba
  • 年月日: 2011-09-02
• [学会発表] Two-color SFG分光によるAlq_3/Al界面の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 宮前孝行、伊藤英輔、野口裕、石井久夫
  • 学会等名: 有機EL討論会第12回例会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-06-30
• [学会発表] 和周波発生(SFG)分光による有機界面の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 宮前孝行
  • 学会等名: 日本ゴム協会第172回ゴム技術シンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-06-23
• [図書] 高分子ナノテクノロジーハンドブック (2014)
  • 著者名/発表者名: 宮前孝行, 他
  • 総ページ数: 7
  • 出版者: NTS
• [図書] ゲルの安定化と機能性付与・次世代への応用開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 宮前孝行, 他
  • 総ページ数: 8
  • 出版者: 技術情報協会
• [図書] in situ測定/その場観察実例集 (2013)
  • 著者名/発表者名: 宮前孝行, 他
  • 総ページ数: 71-77
  • 出版者: 情報機構
• [図書] 薄膜の評価技術ハンドブック (2013)
  • 著者名/発表者名: 宮前孝行, 他
  • 総ページ数: 223-225
  • 出版者: テクノシステム
• [図書] Vibrational Spectroscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Miyamae, 他
  • 総ページ数: 115-140
  • 出版者: Intech
• [備考] 2012年8月15日産総研プレスリリース 「発光している有機EL素子内部の状態を計測・評価」
  • URL: http://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2012/pr20120815/pr20120815.html
• [備考] 宮前孝行、高田徳幸,発光している有機EL素子の内部を計測・評価,産総研TODAY, 2013年, 1月号, 18
  • URL: http://www.aist.go.jp/Portals/0/resource_images/aist_j/aistinfo/aist_today/vol13_01/vol13_01_p18.pdf