金属電極/分子ナノシステム界面制御による電子・発光デバイスの構築

2010 Fiscal Year Annual Research Report

• Project Area: Emergent Chemistry of Nano-scale Molecular System
• Project/Area Number: 20111014
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 赤井 恵 大阪大学, 工学研究科, 助教 (50437373)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 齋藤 彰 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (90294024)
• Keywords: 分子ナノシステム / 非線形素子 / 平坦ナノギャップ電極 / 有機EL素子 / 金属微粒子 / 有機金属界面

Research Abstract

分子ナノシステムにおける創発現象をマクロ電極へ接続し、デバイス化することを目的に研究を進めている。第一の目的は非線形分子素子の開発である。自己組織化した有機集合体、つまり分子ナノシステムと外部接続のためのナノ金属電極を連結し、分子ナノシステムが持つ非線形特殊物性を確認し、この非線形性を応用した有機分子のナノシステムならではの性能を利用した新規素子の開発を行う。また第二の研究目標として制御されたナノ界面において発現する物理・化学現象をデバイス機能として取り込み、分子素子機能向上を目指す。これはすなわち有機/金属界面制御による機能創発となる。第三の目的として構造色原理を抽出したナノ構造を人工的に作製・制御し、構造色の特色を利用した産業応用への展開を考えている。
本年度、我々は高配向有機高分子半導体薄膜内の電気伝導にクーロンブロケイド効果を確認し、さらにこの効果が構成有機分子本来の電子反発項によって発現していると示した。低次元性のラジカル分子集合体において、分子のオンサイトクーロン反発項が強く伝導に影響を与えることはよく知られている。我々は今回、有機半導体のような中性分子の集合体における伝導にも分子の電子反発項が強く影響していると提案する。これらの考えはこれまで未解明あった有機集合体における電流の非線形特性や、伝導度の複雑な温度依存性を説明し、電界効果による伝導性変化に異なる解釈を与える。有機材料内の電荷伝導の新たな一面を開拓するものである。

Research Products

• [Journal Article] Enhanced Red-Light Emission by Local Plasmon Coupling of Au Nanorods in an Organic Light-Emitting Diode (2011)
  • Author(s): T, Tanaka, Y, Totoki, A, Fujiki, N, Zettsu, Y, Miyake, M.Akai-Kasaya, A, Saito, T, Ogawa, Y.Kuwahara
  • Journal Title: APPLIED PHYSICS EXPRESS Volume: 4 Pages: 032105-032107
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Numerical Analysis on the Optical Role of Nano-Randomness on the Morpho Butterfly's Scale (2011)
  • Author(s): A.Saito, M.Yonezawa, J.Murase, S.Juodkazis, V.Mizeikis, M.Akai-Kasaya, Y.Kuwahara
  • Journal Title: J.Nanosci.Nanotechnol Volume: 11 Pages: 2785-2792
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Charge-Carrier Injection into Pentacene Thin Film Formed on Si(111) Probed by STM Spectroscopy (2011)
  • Author(s): M.Akai-Kasaya, N.Shimada, A.Saito, Y.Kuwahara
  • Journal Title: J.Nanosci.Nanotechnol Volume: 11 Pages: 2867-2872
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Direct Observation of X-ray Induced Atomic Motion Using Scanning Tunneling Microscope Combined with Synchrotron Radiation (2011)
  • Author(s): A.Saito, T.Tanaka, Y.Takagi, H.masa Hosokawa, H.Notsu, G.Ohzeki, Y.Tanaka, Y.Kohmura, M.Akai-Kasaya, T.Ishikawa, Y.Kuwahara, S.hi Kikuta, M.Aono
  • Journal Title: J.Nanosci.Nanotechnol Volume: 11 Pages: 2873-2881
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Formation and electrical transport properties of pentacene nanorod crystal (2010)
  • Author(s): M.Akai-Kasaya. C, Ohmori, T, Kawanishi, M, Nashiki, A, Saito, M, Aono, Y.Kuwahara
  • Journal Title: NANOTECHNOLOGY Volume: 21 Pages: 365601-365608
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Enhanced fluorescence by surface plasmon coupling of Au nanoparticles in an organic electroluminescence diode (2010)
  • Author(s): A, Fujiki, T, Uemura, N, Zettsu, M.Akai-Kasaya, A.Saito, Y.Kuwahara
  • Journal Title: APPLIED PHYSICS LETTERS Volume: 96 Pages: 043307-043309
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Advances in Theoretical & Application Studies on the Specific Photonic Properties of Morpho-butterfly's Color (2011)
  • Author(s): A.SAITO, J.Murase, M.Yonezawa, MJ.Akai-Kasaya, Y.Kuwahara
  • Organizer: The 11th International Symposium on biomimetic Materials Processing, Nagoya Univ., Nagoya, Japan, Jan.25-28(2011)
  • Place of Presentation: Nagoya, Japan
  • Year and Date: 20110125-20110128
• [Presentation] Account of carrier transport property of high-oriented regioregular poly(3-hexylthiophene) and detection of coulomb-blockade effect (2010)
  • Author(s): Y.Okuaki, M.Akai-Kasaya,A.Saito, S.Nagano, Y.Kuwahara
  • Organizer: Third International Symposium on Atomically Controlled Fabrication Technology
  • Place of Presentation: Osaka, Japan
  • Year and Date: 20101124-20101126
• [Presentation] High-performance organic single crystal transistor with sub-micrometer channel (2010)
  • Author(s): T.Fujiwara, M.Akai-Kasaya, A.Saito, J.Takeya, Y.Kuwahara
  • Organizer: The 6th International Workshop on Nano-scale Spectroscopy and Nanotechnology (NSS6)
  • Place of Presentation: Kobe, Japan
  • Year and Date: 20101025-20101029
• [Presentation] Optical and transport properties in molecular nanosystems observed by STM-based techniques (2010)
  • Author(s): Y.Kuwahara, M.Akai-Kasaya, A.Saito
  • Organizer: Trends in Nanotechnology (TNT) 2010
  • Place of Presentation: Braga, Portugal(招待講演)
  • Year and Date: 20100906-20100910
• [Presentation] Tunneling-current-induced light emission from PTCDI-C7 thin films on the graphite and the Au(111) surfaces (2010)
  • Author(s): A.Fujiki, Y.Miyake, M.Kasaya-Akai, A.Saito, Y.Kuwahara
  • Organizer: Trends in Nanotechnology (TNT) 2010
  • Place of Presentation: Braga, Portugal
  • Year and Date: 20100906-20100910
• [Presentation] Tunneling-current-induced light emission from chiral binaphtylene-perylenebiscarboxydiimide dimer (2010)
  • Author(s): Y.Miyake, A.Fujiki, M.Kasaya-Akai1, A.Saito, Y.Kuwahara.
  • Organizer: Trends in Nanotechnology (TNT) 2010
  • Place of Presentation: Braga, Portugal
  • Year and Date: 20100906-20100910
• [Presentation] Detecting of carrier transport properties along and across the highly ordered conducting polymer chains (2010)
  • Author(s): M.Akai-Kasaya, S.Nagano, A.Saito, Y.Kuwahara
  • Organizer: Elecmol'10
  • Place of Presentation: Grnoble, France
  • Year and Date: 2010-12-18
• [Presentation] Formation and Electrical Transport Properties of Pentacene Nanorod Crystal (2010)
  • Author(s): M.Akai-Kasaya, C.Ohmori.T.Kawanishi, M.Nashiki, A.Saito, Y.Kuwahara
  • Organizer: Third International Symposium on Atomically Controlled Fabrication Technology
  • Place of Presentation: Osaka, Japan
  • Year and Date: 2010-11-24
• [Presentation] 分子ナノシステムめ物性探索と素子応用 (2010)
  • Author(s): 赤井恵
  • Organizer: 日本物理学会2010年秋季大会
  • Place of Presentation: 大阪(招待講演)
  • Year and Date: 2010-09-23
• [Presentation] Detecting of carrier transport properties along individual conducting polymer chain (2010)
  • Author(s): M.Akai-Kasaya, S.Nagano, A.Saito, Y.Kuwahara
  • Organizer: International Conference on Science and Technology of Synthetic Metals 2010
  • Place of Presentation: Kyoto, Japan.
  • Year and Date: 2010-07-05
• [Patent(Industrial Property Rights)] 有機電界発光素子、および有機電界発光素子の製造方法 (2010)
  • Inventor(s): 是津信行, 桑原裕司, 植村隆文, 藤喜彩, 田中琢也, 赤井恵
  • Industrial Property Rights Holder: 是津信行, 桑原裕司, 植村隆文, 藤喜彩, 田中琢也, 赤井恵
  • Industrial Property Number: 特願2010-119300,119300
  • Filing Date: 2010-05-25
• [Patent(Industrial Property Rights)] 有機電界発光素子、および有機電界発光素子の製造方法 (2010)
  • Inventor(s): 是津信行, 桑原裕司, 植村隆文, 藤喜彩, 赤井恵
  • Industrial Property Rights Holder: 是津信行, 桑原裕司, 植村隆文, 藤喜彩, 赤井恵
  • Industrial Property Number: PCT/JP2010/070882
  • Filing Date: 2010-11-24