2012 Fiscal Year Annual Research Report
有機単結晶清浄表面を舞台とした高秩序モデル界面の創製と界面価電子バンド構造計測
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23750209
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
中山 泰生 千葉大学, 先進科学センター, 特任講師 (30451751)
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| Keywords | 有機エレクトロニクス / 有機半導体 / 単結晶 / 価電子バンド構造 / ｐｎヘテロ界面 / 角度分解光電子分光法 / 反射高速度電子回折法 / ルブレン |
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| Research Abstract |
本研究課題は，有機単結晶の清浄表面上に創製した高秩序ヘテロ界面の価電子バンド構造を角度分解光電子分光法（ＡＲＰＥＳ）により実測し，有機エレクトロニクス素子の特性を支配する界面接合部分の電子構造を解明することを目的とするものである。平成２３年度には，ドイツの研究グループとの共同研究として，有機電界効果トランジスタのチャネル領域をモデル化した高秩序有機半導体（ルブレン）－誘電体（長鎖アルカン）モデル界面をルブレン単結晶清浄表面上に作製し，界面成長様式を原子間力顕微鏡により，界面電子構造をＡＲＰＥＳにより決定した。これは，有機単結晶上のヘテロ界面電子構造評価に成功した初めての例である。以上の成果は専門誌にて公表した（論文１）。
平成２４年度には有機半導体同士のｐｎヘテロ界面へと研究対象を進展させた。まず，代表的なｐ型有機材料の薄膜上に異なるｎ型有機材料を積層したｐｎ界面の電子構造を体系的に計測し，界面での電荷移動効率が上部ｎ型分子の永久双極子の有無に依存することを示唆する結果が得られた（論文４）。さらに，ｐ型有機半導体（ペンタセン）単結晶上にｎ型材料（Ｃ６０）を積層した高秩序有機ｐｎヘテロ界面の電子構造評価にも着手している（学会発表６）。これに関しては，逆積層界面に関する研究も進め，論文発表を行いたい。さらに，反射高速度電子回折（ＲＨＥＥＤ）装置のマイクロチャンネルプレートによる高感度化も完了した。今後，ＲＨＥＥＤによる構造決定とＡＲＰＥＳによる電子構造評価との複合研究を進め，有機ｐｎ界面の電子構造と分子間接合様式との１対１対応を可能にする学理構築を目指していく。
この他，有機単結晶の２次元価電子バンドのＡＲＰＥＳ計測から結晶内隣接分子間での異方的な移動積分値の決定（論文３），高秩序ナノ－有機ヘテロ界面への展開を目指した量子井戸－有機分子界面電子構造計測（論文２）も併せて実施した。
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[Presentation] Photoemission investigation inside the organic semiconductors: two-dimensional valence band structures, buried interfaces, and low-density of gap states2013
Author(s)
Yasuo Nakayama, Shin'ichi Machida, Yuki Uragami, Hiroumi Kinjo, T. Luan Nguyen, Masayuki Yamamoto, Yusuke Ozawa, Kazuhiko Mase, Yutaka Noguchi, K. Rasika Koswattage, Hisao Ishii
Organizer
The 2013 EMN Spring Meeting
Place of Presentation
Orlando, USA
Year and Date
2013-10-04
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[Presentation] Electronic investigation inside crystalline organic semiconductors: two-dimensional valence band structures, gap states, and buried interfaces2012
Author(s)
Yasuo Nakayama, Shin’ichi Machida, Jens Niederhausen, Yuki Uragami, Hiroumi Kinjo, K. Rasika Koswattage, Kazuhiko Mase, Antje Vollmer, J. P. Rabe, Norbert Koch, Hisao Ishii (Yasuo Nakayama)
Organizer
International Symposium on Organic Transistors and Functional Interfaces
Place of Presentation
Princeton, USA
Year and Date
20121028-20121028
Invited
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