有機ラジカル光エレクトロニクスの開拓

本研究では、開殻系分子を用いた有機光エレクトロニクスの開拓を行うため、環状チアジルバイラジカルの光物性を調べ、その機構解明および特性の向上を目指すことを目的としている。以前より巨大過渡光電流が知られていたBDTDAと呼ばれる分子およびその誘導体についての研究から、巨大過渡光電流の発現には分極に助けられる界面電荷分離が必要という結論に至り、膜厚依存光電子分光測定を行うことにより、界面付近における電子状態の解明を行った。昨年度、GeS(001)上のBDTDAの入射光エネルギー依存UPSおよび角度分解UPSを測定することにより、非常に大きなバンド分散(～0.3eV)があることが確認している。そこで今回は実際にデバイスで用いられている基板上のBDTDA薄膜のバンド分散を調べるために、高エネルギー加速器研究機構Photon Factory BL-13AにてITOおよびSiO_2基板上のBDTDA薄膜の紫外光電子分光(UPS)および吸収端近傍X線吸収微細構造(NEXAFS)を測定し、BDTDA薄膜の電子状態を詳細に調べた。入射光エネルギー依存UPSではout-of-plane方向のバンド分散がわかる。ITOおよびSiO_2基板いずれにおいてもGeS(001)で観測されたような大きな分散は見られず、分散幅は～50meV程度であった。NEXAFS測定により分子の配向性を調べたところ、ITOおよびSiO_2基板いずれにおいても、基板に対して分子面が30。程度傾いていることがわかった。そのため積層方向の重なりが小さくなり、バンド分散が小さくなったと考えられる。このことから実際のデバイスにおいてはホッピング伝導が支配的であると言える。この結果はBDTDA薄膜の定常電流が過渡電流に対して非常に小さいことと矛盾しない。以上のことから、BDTDA薄膜の大部分は伝導に寄与せず、大きな分極を起こす役割をしていると推測される。

本研究では、開殻系分子を用いた有機光エレクトロニクスの開拓を行うため、環状チアジルバイラジカルの光物性を調べ、その機構解明および特性の向上を目指すことを目的としている。以前より巨大過渡光電流が知られていたBDTDAと呼ばれる分子およびその誘導体についての研究から、巨大過渡光電流の発現には分極に助けられる界面電荷分離が必要という結論に至り、膜厚依存光電子分光測定を行うことにより、界面付近における電子状態の解明を行った。昨年度、GeS(001)上のBDTDAの入射光エネルギー依存UPSおよび角度分解UPSを測定することにより、非常に大きなバンド分散(～0.3eV)があることが確認している。そこで今回は実際にデバイスで用いられている基板上のBDTDA薄膜のバンド分散を調べるために、高エネルギー加速器研究機構Photon Factory BL-13AにてITOおよびSiO_2基板上のBDTDA薄膜の紫外光電子分光(UPS)および吸収端近傍X線吸収微細構造(NEXAFS)を測定し、BDTDA薄膜の電子状態を詳細に調べた。入射光エネルギー依存UPSではout-of-plane方向のバンド分散がわかる。ITOおよびSiO_2基板いずれにおいてもGeS(001)で観測されたような大きな分散は見られず、分散幅は～50meV程度であった。NEXAFS測定により分子の配向性を調べたところ、ITOおよびSiO_2基板いずれにおいても、基板に対して分子面が30。程度傾いていることがわかった。そのため積層方向の重なりが小さくなり、バンド分散が小さくなったと考えられる。このことから実際のデバイスにおいてはホッピング伝導が支配的であると言える。この結果はBDTDA薄膜の定常電流が過渡電流に対して非常に小さいことと矛盾しない。以上のことから、BDTDA薄膜の大部分は伝導に寄与せず、大きな分極を起こす役割をしていると推測される。