2011 Fiscal Year Annual Research Report
有機半導体・絶縁体界面における分子構造とキャリアダイナミックスの解明
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22245001
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
松本 吉泰 京都大学, 理学研究科, 教授 (70181790)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
竹谷 純一 大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (20371289)
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| Keywords | 有機半導体 / 表面・界面 / 非線形分光 / キャリアダイナミックス / 電界効果トランジスタ / 変調分光スペクトル / ルブレン / 正孔 |
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| Research Abstract |
ルブレン単結晶を用いた電界効果トランジスタにおけるポンプ・プローブ実験において、ポンプ光による多光子吸収に基づく帯電がデバイスの特性を大きく乱すことが明らかになった。したがって、強いレーザー光を用いることは不適当であるため、むしろ比較的弱い連続光によるルブレン・絶縁体界面に注入されたキャリアのゲート電圧変調分光スペクトルを反射型の配置で精度よく測定した。
反射スペクトルは電界効果トランジスタのチャンネル部分の多層膜内での多重反射による干渉効果によって大きな強度変調が観測された。この影響を正しく取り扱うために多重反射を明示的に取り入れたモデルを導入し、解析を行った。その結果、ゲート電圧を負にしたときに注入された正孔に由来する電子遷移スペクトルを抽出することに成功した。正孔は1.4～2.2eVにかけてブロードな吸収持つ。時間依存密度汎関数法により計算することにより、この吸収帯の原因となっている電子遷移を同定した。
また、4端子伝導性とホール効果を圧力の関数として測定したところ、圧力の増加に伴い、伝導性が増加することを見いだした。これは、圧力による分子間距離の短縮により、分子間の電荷移動が促進されたためと考えられる。
一方、ジナフトチエノチオフェン薄膜を用いた電界効果トランジスタについても同様の変調分光スペクトルを測定すると共に、同分子の薄膜における過渡吸収分光の初期的な測定を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
ルブレンを用いた電界効果トランジスタにおける実験ではルブレン単結晶の厚みがほぼ観測しようとする光と同程度の波長を持つため、反射スペクトルには多重反射による光干渉効果が顕著であり、これを解析するのにかなりの時間を費やした。このため、ジナフトチエノチオフェン薄膜を用いた電界効果トランジスタやその薄膜における過渡吸収分光の測定にあまり時間を割くことができなかった。しかし、これらに関しても結局初期的な計測は行うことができたため、ほぼ予定通りに進行している。
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| Strategy for Future Research Activity |
基本的には今年度行ったジナフトチエノチオフェン薄膜を用いた電界効果トランジスタ、およびその薄膜における過渡吸収分光を本格的に行う予定である。特に、電界効果トランジスタにおいて注入された正孔は、ルブレン単結晶を用いたものに比べてこの系ではより低いエネルギーにおける吸収バンドが予測されるので、近赤外領域により感度を持つ検出器を用意して実験を行う予定である。
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Research Products
(8 results)
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[Journal Article] Solution-crystallized organic field-effect transistors with charge-acceptor layers : high-mobility and low-threshold-voltage operation in air2011
Author(s)
J.Soeda, Y.Hirose, M.Yamagishi, A.Nakao, T.Uemura, K.Nakayama, M.Uno, Y.Nakazawa, K.Takimiya, J.Takeya
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Journal Title
Adv.Mater.
Volume: 10
Pages: 1,022
DOI
Peer Reviewed
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