2004 Fiscal Year Annual Research Report
厚さが数分子層以下の有機半導体層における電界ドーピング効果の分光学的測定
| Project/Area Number |
16560028
|
|---|
| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
|---|
Principal Investigator |
池上 敬一 独立行政法人産業技術総合研究所, ナノテクノロジー研究部門, 主任研究員 (50356416)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大貫 等 東京海洋大学, 海洋工学部, 助手 (60223898)
|
|---|
| Keywords | 有機FET / 電界効果ドーピング / 物理ドープ / 振動分光法 / 反射吸収分光法 / LB膜 / TCNQ / BO |
|---|
| Research Abstract |
電界ドーピング現象を理解する礎を提供する目的で,金属/絶縁体/半導体/金属という平行4層構造のモデルに多くの近似を適用して簡単化し,フェルミ分布とガウスの法則を連立方程式として解析的に解いた。その解にラングミュア・ブロジェット(LB)膜を半導体層及び絶縁体層として用いた場合に想定される物性常数を代入し,その振る舞いを調べた。その結果,半導体層の膜厚と伝導帯の状態密度の両方が極端に小さい場合には電界ドーピング現象に非線形性が生じるものの蓄積層の厚さが膜厚に比して十分小さいという状況は保持されると期待されること,並びに,それ以外の場合はそもそも電界ドーピング現象が無機の場合と大きくは異ならないと期待されることがわかった。
一方,電界ドーピング効果の分光学的測定を行うため,フーリエ変換赤外分光光度計の改造を行った。そして,ガラス基板上の金蒸着膜上にアルキル置換TCNQのLB膜,脂肪酸のLB膜,BO-脂肪酸の混合LB膜を順次積層した試料を試作し,本装置を用いて下部電極である金蒸着膜と上部電極であるBO-置換脂肪酸の混合LB膜との間に電圧を印加する前後のスペクトルを測定し比較した。しかし,現在のところは半導体層であるアルキル置換TCNQのLB膜に対する電界ドーピング効果の分光学的検出には至っていない。その原因として試料の側と装置の側の両方に問題があると考えられ,その解決は今後の最大の課題である。
試料の側の問題点の検討の一環として,アニオン性の長鎖アルキル置換TCNQのLB膜とカチオン性のBO-脂肪酸の混合LB膜とを積層した試料における化学的安定性を検討した。その結果,両者を直接接触させて累積するとその界面で化学反応が起こること,及び両者間に脂肪酸のLB膜を4分子層以上の厚さにして挟みこむことで(少なくとも数日間の間は)その反応を抑制できることが分かった。
|
