2005 Fiscal Year Annual Research Report
有機半導体デバイスにおける電界注入キァリアーの電子スピン共鳴による研究
| Project/Area Number |
17340094
|
|---|
| Research Institution | Nagoya University |
|---|
Principal Investigator |
黒田 新一 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20291403)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
伊東 裕 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (10260374)
丸本 一弘 筑波大学, 大学院・数理物質科学科, 助教授 (50293668)
田中 久暁 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助手 (50362273)
下位 幸弘 産業技術総合研究所, ナノテクノロジー研究部門ナノ構造物性理論グループ, 主任研究員 (70357226)
|
|---|
| Keywords | 有機半導体 / 電界注入 / 電子スピン共鳴 / ポーラロン / ポリアルキルチオフェン / フラーレン / ペンタセン |
|---|
| Research Abstract |
有機半導体デバイス構造を試作し、電界注入されたキャリアーの特性を電子スピン共鳴(ESR)により調べた。この目的のためESR試料管に挿入可能なサイズでそれ自体ESR信号を出さない石英基板、アルミナ絶縁膜を用いた金属-絶縁体-半導体(MIS)ダイオードを作製し、有機半導体における電界注入ポーラロンの検出と特性評価を行った。
まず、立体規則性ポリアルキルチオフェンを取り上げ、基板に対し高分子鎖が立つ配向を取ることをg値、線幅の角度依存性から見出した。また印加電界が高くなると、電界注入スピン濃度が頭打ちになることを明らかにしてポーラロン-バイポーラロン転移の直接的証拠を見出した。またアルキル鎖長が短くなるほどESR線幅が狭くなることを見出し、移動度との相関を明らかにした。さらに立体規則性ポリアルキルチオフェン/フラーレン複合体を用いてMISダイオードを作製し、逆バイアス下でフラーレンの負ラジカルアニオンの信号を見出し、両極性挙動を明らかにした。
さらに、多種の物質への展開に備えて、MISダイオード構造の検討を行った。すべての電極構造を作っておいてから最後に半導体膜を作製でき、加熱に弱い膜あるいは不均質な膜にも適応できるボトムコンタクト型デバイスを作製し、立体規則性ポリアルキルチオフェンのポーラロンを検出した。また同じ試料を用いて電界効果トランジスタ(FET)の測定を行った。また、TTCn-TTF分子キャスト薄膜を用いてFETを作製し、電気伝導特性を調べた。
また、東北大学の岩佐グループの協力の下、ペンタセン蒸着薄膜を半導体に用いたMISダイオードを作製し、電場によって誘起されたペンタセン中の正キャリアのESR信号の検出に成功した。
|
