高分子半導体/無機半導体界面の電子状態に関する研究

高分子半导体/无机半导体界面电子态研究

• 批准号: 05F05070
• 负责人: 上野 信雄
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Chiba University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05F05070/
• 关键词: 高分子半導体; P3HT; 有機デバイス; 界面電子状態; ペニングイオン化電子分光法; 紫外光電子分光法; 製膜条件; 光電子分光; ペニングイオン化電子分光

高分子半導体を利用した有機電界発光素子や太陽電池は、高分子溶液をITO等の透明半導体基板上に塗布し薄膜を形成できること、また薄膜が力学的柔軟性を有することなどのため、低分子有機半導体を使用した有機デバイスに比べると実用的な点から優れた性質を有している。しかし、一方では、低分子有機デバイスに比べると、大気中で試料を作成することが欠点となり、有機/無機界面の電子構造や分子の配向に関する研究がほとんど行われていないのが現状である。本研究では高分子半導体、poly(3-hexylthiophene)(P3HT)、の製膜条件(溶液濃度、溶媒の種類、アニール温度など)をパラメータとして表面再外層の分子配向、特に表面から外側にしみ出す電子状態についてペニングイオン化電子分光法(PIES)と柴外光電子分光法(UPS)を併用して研究した。両分光スペクトル中の価電子バンドの強度比較を行うことにより高分子薄膜表面の外側に存在する化学種とその配向に依存した最高価電子準位の電子の膜外への広がりに関する知見を得て、これら高分子上に積層した有機半導体分子との電荷移動効率に関する直接的情報を得た。これらの結果、溶液の濃度や回転塗布時の回転速度など、製膜条件を制御することにより表面層の分子配向を変化させうることを発見し、界面電荷移動のキーとなる最高占有準位(HOMO)の電子の膜表面外へのしみ出し量を制御できることを示した。以上から、P3HT薄膜と多彩な有機半導体界面での電荷移動(注入)効率の向上に必要なP3HT薄膜の製膜条件を電子論的に決めることに成功した。

Polymer hemispheres are coated with thin films on transparent semipolar substrates, such as photosensitive cell and polymer solution ITO, to form thin films. The mechanical properties of thin films are low molecular weight, and low molecular weight. Low molecular weight, low molecular weight, low molecular weight, In this study, polymer semispheres, poly (3-hexylthiophene) (P3HT), film conditions (solution temperature, solvent concentration, temperature temperature), temperature dependence, molecular orientation, surface characterization, electron spectroscopy (PIES) and wood photoelectron spectroscopy (UPS) were used in this study. The mechanical strength of the electron beam is higher than that of the polymer film on the surface of the polymer film. There is a chemical coordination mechanism on the surface of the polymer film that depends on the orientation of the electron. The preparation of the electron is the highest. There is a direct effect on the molecular charge transfer dynamics of the organic semicyclic molecules on the polymer polymer. The results of the temperature test, the return speed of the solution temperature return temperature, the temperature dependence of the molecular orientation on the surface of the electron, the dynamic charge transfer at the interface, the maximum occupancy position (HOMO), the temperature response, the temperature, the temperature, the temperature, The above color P3HT thin film has an organic half-body interface to improve the charge transfer (injection) rate, and it is necessary to determine the success of the P3HT thin film conditions electronic theory.

项目成果

The Control of Electronic States Spreading Outside the conjugated Polymer Surface

电子态在共轭聚合物表面外扩散的控制

• 发表时间: 2007
• 期刊: Mater.Res.Symp.Proc. 965
• 作者: X.T.Hao;T.Hosokai;N.Mitsuo;S.Kera;K.Sakamoto;K.K.Okudaira;N.Ueno
• 通讯作者: N.Ueno

Surface Electronic Structures of Polythiophene Derivatives

聚噻吩衍生物的表面电子结构

• 发表时间: 2007
• 期刊: Macromol.Symp.2007 249-250
• 作者: X.T.Hao;T.Hosokai;N.Mitsuo;S.Kera;K.Sakamoto;K.K.Okudaira;N.Ueno
• 通讯作者: N.Ueno