結晶核パターニングによる有機分子のオンデマンド結晶成長技術の創成

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有機デバイス創出のための基盤技術として、"所定の位置"に"所定のサイズ"で結晶方位のそろった有機結晶を集積化する「オンデマンド有機結晶成長技術」の開発を目的として, 可溶性前駆体からの有機半導体の熱転換結晶成長、結晶成長テンプレート形成とパターニングおよび配列有機結晶を用いた光・電子デバイスの創出に関する研究を実施した。Siウェハーおよび石英ガラス上に作製したベンゾポルフィセン前駆体膜は均一な非晶膜から形成され、レーザーを照射することにより熱転換し、走査方向に高度に一軸配向したベンゾポルフィセン薄膜が得られることを見出した。特にマスクを通じてレーザーを照射することで露光部のみを転化させるオンデマンド結晶成長およびパターン形成に成功し、トランジスタにおける電極間など必要箇所のみで結晶化させることを可能にした。一方フッ素末端基を有するホスホン酸系の自己組織化単分子膜を用いてITO基板表面を改質し、銅フタロシアニンの分子配向制御や結晶成長に関する基礎的知見を得ることに成功した。一連の研究成果により、有機分子の結晶成長にぬれ性の概念を導入した新たな学理を創出するとともに、3次元組織化による高性能有機薄膜太陽電池の創成に向けた基本的指針を得た。更に、気―液界面を利用するオンデマンド有機結晶成長法としてイオン液体を結晶成長場として適用し、有機半導体ルブレンの結晶・凝集状態制御を可能とした。総じて、オンデマンド有機結晶成長技術のための要素技術を確立することができた。