Organic Semiconductor spinorbitronics

有机半导体自旋电子学

• 批准号: 20H00387
• 负责人: 渡邉 峻一郎
• 金额: $ 29.04万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H00387/
• 关键词: 有機半導体; スピントロニクス; スピン軌道相互作用

本研究では、有機半導体におけるスピン軌道相互作用(SOC)の「制御」・「理解」・「機能化」を三位一体とし、スピンオービトロニクスを基盤とした革新的電子スピンデバイスの創成を目指す。SOCはスピン磁気モーメントと電子の軌道運動が生み出す磁場の相互作用である。無機個体におけるSOCの研究は古くから行われているものの、軽元素から構成される有機固体におけるSOCは意味だに未解明な部分も多い。本研究では、適切にSOC制御されたヘテロアセン分子群を用いて、革新的な電子スピンデバイス実装の足がかりとなる基盤研究を遂行してきた。ここでは、合成化学・凝縮系固体物理学・デバイス工学を包括的に組み合わせることでのみ実現する有機スピンオービトロニクスの学理を整備し、有機半導体ならではのフレキシビリティや低温・塗布プロセスの強みを活かした革新的な基盤技術・マテリアルサイエンスへと展開する。 研究三年次では、SOCを固体薄膜において実測する手法の開発を進めると同時に、スピン磁化率の温度依存性から高密度キャリア下の電子状態計測を進めた。高密度キャリアドーピングを達成できたことで、スピンデバイスを評価する際にも問題となっていた接触抵抗等の問題が解決され、次年度に向けデバイス製造の自由度が向上したと言える。SOCの理論的なアプローチは密度汎関数計算をベースに下位幸弘と共に行った。並行し て、極低温における磁気抵抗効果からSOCの強さを電気的に検出可能な道筋も経ちつつあり、顕著な成果が得られつつある。

This study is aimed at controlling, understanding, and functionalizing SOC in organic semiconductors. The orbital motion of electrons generates magnetic field interactions. The study of SOC in inorganic substances has been carried out in the past, and the composition of SOC in organic solids has been studied in the past. This study is aimed at developing a new and innovative SOC control system based on the application of SOCs. This article discusses the development of organic semiconductor technology, including the synthesis of organic semiconductor, condensation of solid state physics, and organic semiconductor theory. Study on the development of electronic state measurement methods for solid state thin films in three years, including temperature dependence of magnetic susceptibility and high density measurement The problem of contact resistance and other problems are solved, and the freedom of production in the next year is improved. The theory of the universe, the calculation of the universe, In parallel, extremely low temperature, magnetic resistance, SOC, and electrical resistance, it is possible to detect the magnetic resistance and electrical resistance.

项目成果

Hyper 100 °C Langmuir-Blodgett (Langmuir-Schaefer) Technique for Organized Ultrathin Film of Polymeric Semiconductors

用于聚合物半导体有序超薄膜的超 100 °C Langmuir-Blodgett (Langmuir-Schaefer) 技术

• DOI: 10.1021/acs.langmuir.1c02596
• 发表时间: 2021
• 期刊: Langmuir
• 影响因子: 3.9
• 作者: Ito Masato;Yamashita Yu;Mori Taizo;Chiba Masaaki;Futae Takayuki;Takeya Jun;Watanabe Shun;Ariga Katsuhiko
• 通讯作者: Ariga Katsuhiko

Improvement of contact resistance at carbon electrode/organic semiconductor interfaces through chemical doping

通过化学掺杂改善碳电极/有机半导体界面的接触电阻

• DOI: 10.35848/1882-0786/ac92c0
• 发表时间: 2022
• 期刊: Appl. Phys. Express
• 作者: K. Watanabe;N. Miura;H. Taguchi;T. Komatsu;H. Nosaka;T. Okamoto;Y. Yamashita;S. Watanabe;and J. Takeya
• 通讯作者: and J. Takeya

Highly air-stable, n-doped conjugated polymers achieved by dimeric organometallic dopants

• DOI: 10.1039/d0tc05931e
• 发表时间: 2021-04
• 期刊: Journal of Materials Chemistry C
• 影响因子: 6.4
• 作者: Yu Yamashita;Samik Jhulki;D. Bhardwaj;E. Longhi;S. Kumagai;S. Watanabe;S. Barlow;S. Marder;J. Takeya

Robust, high-performance n-type organic semiconductors

• DOI: 10.1126/sciadv.aaz0632
• 发表时间: 2020-04-01
• 期刊: SCIENCE ADVANCES
• 影响因子: 13.6
• 作者: Okamoto, Toshihiro;Kumagai, Shohei;Takeya, Jun
• 通讯作者: Takeya, Jun

Band-like transporting and thermally durable V-shaped organic semiconductors with a phenyl key block

• DOI: 10.1039/d0tc03318a
• 发表时间: 2020-10-28
• 期刊: JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY C
• 影响因子: 6.4
• 作者: Sawabe, Chizuru;Kumagai, Shohei;Okamoto, Toshihiro
• 通讯作者: Okamoto, Toshihiro