Visualization of Monolayer Structures Specifically Formed by Functional Organic Materials at the Substrate Interface

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本年度は，本課題の目標である“単分子膜構造の可視化”に向けて，それを可能にする解析手法の構築に取り組んだ．具体的には，分子パッキングの微細な違いも見逃すことなく議論するために，赤外スペクトルの固体測定で伝統的に使われる波数分解（～4 cm-1）の見直しから行った．その結果，主要な有機半導体の多結晶材料においては，想像よりも遥かに鋭い振動バンドを与えることがわかり，従来の波数分解では正確な構造情報を得るのに不十分であることが判明した．実測に基づいて，有機材料の凝集構造を議論するための最適な波数分解を決定するとともに，質の高いスペクトルを得るための偏光や入射角，基板材質などの測定条件も整理した．上記の研究と並行して，直鎖アルカンをモデル化合物として選び，単分子膜構造を識別する鍵となる振動バンドを調べた．その結果，CH伸縮振動バンド領域を詳しく解析することで，メチレン基とメチル基の構造を切り分けて議論できることを明らかにした．実際に，高性能有機半導体材料であるPh-BTBT-C10の薄膜の赤外スペクトルを測定すると，確かに相転移に応じてこれらの振動バンドが敏感に変化した．以上のようにして，本年度は単分子膜構造を解明するための解析手法の構築を行った．それに伴い，凝集相の赤外スペクトルを測定する際の波数分解に関する従来の認識を一新できたことは，これまで見逃されてきた構造情報を掘り起こすことにつながるため，重要である．