2021 Fiscal Year Research-status Report
極性分子を用いた電極界面ダイポール制御と有機ELデバイスへの効果的なキャリア注入
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19K04465
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| Research Institution | University of Toyama |
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Principal Investigator |
森本 勝大 富山大学, 学術研究部工学系, 准教授 (90717290)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中 茂樹 富山大学, 学術研究部工学系, 教授 (50242483)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 有機EL / 極性分子 / ダイポール / キャリア注入 / 注入障壁 / P(VDF/TrFE) |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は昨年度に効果が得られたP(VDF/TrFE)以外の極性ポリマーに関しても同様の効果を検証した。結果として、いずれの極性分子においても同様のキャリア注入促進が確認され、その効果は分子の持つ極性に対応することが明らかとなった。その際、ポーリング処理の有無に依らず、キャリア注入効果が確認されたためさらに追加として、P(VDF/TrFE)成膜条件によるキャリア注入効果を検証した。P(VDF/TrFE)のアニール温度を変化した時に低温や高温でのアニール処理ではキャリア注入効果が得られなかったが、適切な温度でのアニール処理は注入効果が表れた。しかし、当該温度とP(VDF/TrFE)の熱物性に明確な相関が得られておらず、キャリア注入効果の要因・現象論に関しては現在調査継続中である。
昨年度予定していた単純３層構造による両キャリア注入に関して、有機半導体層をポリマー半導体へ変更して効果検証したが、当該半導体へのホール注入効果が確認されなかった。一方で、ホール輸送層として別材料をカスケード構造として挿入した場合には効果確認できたため、これはP(VDF/TrFE)の界面真空準位シフト閾値の存在を示唆する結果となった。また、並行して電子注入効果を検証するため、ポーリング処理を施さずに逆構造デバイスを作製し効果を検証した。ホール注入とは異なり、明確な注入効果は得られずこれはP(VDF/TrFE)のダイポールが一方向へすでに配向していることが原因と考えている。
これらの研究成果の一部はすでに学術講演会で発表しており、未発表内容については次年度中に発表・公開を予定している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
昨年度コロナ感染症の影響で研究進捗に後れを生じていたが、本年度は挽回すべく勢力的に研究遂行を続けた。その結果、当初予定していたP(VDF/TrFE)以外の極性ポリマーに関して同様の効果確認に至ったことや、電子注入性に関してホール注入ほど大きな効果が得られないことを明らかにした。また、P(VDF/TrFE)のキャリア注入は電極表面電位の変化すなわち界面真空準位シフトが影響していることを、表面電位計測により明らかにした。また、有機半導体依存性からは真空準位シフトの閾値の存在を示唆する結果を得ており、重要な知見となった。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初予定していた研究は概ね達成しているが、本年度の成果の一つであるP(VDF/TrFE)のアニール処理条件に依存したキャリア注入効果の原因解明が新たな課題となった。そこで、事業期間延長制度を利用し、次年度ではP(VDF/TrFE)のアニール条件に伴う、薄膜構造評価および薄膜構造とキャリア注入の相関解明を目的とする。適正アニール条件下ではポーリング処理なしでキャリア注入効果が確認されていることから、分子配向やダイポール配向の変化をX線回折や表面電位計測により測定する。
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| Causes of Carryover |
次年度へ繰越延長した金額は少額であり、研究遂行に必要な消耗品類は概ね購入済みである。次年度は外部機関による測定依頼などが多くなるため、サンプル送付や測定依頼料などに使用する。
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