【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.03.31】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24BA0038
利用課題名 / Title
PHI VersaProbe4を用いた有機半導体薄膜のエネルギーレベルの測定
利用した実施機関 / Support Institute
筑波大学 / Tsukuba Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
エレクトロデバイス/ Electronic device,電子分光/ Electron spectroscopy
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
桑原 純平
所属名 / Affiliation
筑波大学数理物質系
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
岩森 涼太
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
岡野 彩子
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）,技術補助/Technical Assistance
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
BA-026：多機能走査型X線光電子分光分析装置（XPS/UPS）
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
有機小分子および高分子からなる半導体材料のエネルギーレベル(HOMO/LUMOレベル)の正確な計測は、有機電子デバイスへの応用において重要である。とくにLUMOレベルを直接的に測定する方法は限られており、PHI VersaProbe4に搭載されているLEIPSは有効な手段であることが知られている。本研究では、合成した有機半導体材料のLUMOレベルをLEIPSによって、HOMOレベルをUPSによって評価し、正確なエネルギーレベルを決定することを目的とした。
実験 / Experimental
独自に合成した高分子半導体材料をITO基板上にスピンコートした試料を用意した。PHI VersaProbe4を用いて、これらの試料のHOMOレベルをUPSによって、LUMOレベルをLEIPSによって評価した。
結果と考察 / Results and Discussion
11種類のフェニレンビニレン系共役高分子材料のHOMO/LUMOレベルの測定を行った。HOMOレベルは-5.13～-5.80 eV、LUMOレベルは-2.71～-3.64 eVであった。これらの値は、高分子材料の構造から予測される傾向と概ね一致しており、正確な測定ができていることが明らかになった。得られたエネルギーレベルを基に、有機ELの構成を最適化することで、材料の特性を最大限に引き出したデバイスの作製が可能となった。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
二報の論文発表につながる貴重なデータを得ることができました。測定に際して大変お世話になった岡野彩子様に感謝申し上げます。
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
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Ryota Iwamori, Molecular design and synthesis of narrow-bandgap poly(thienylenevinylene)s via Co‐catalyzed hydroarylation polyaddition, Synthetic Metals, 311, 117817(2025).
DOI: https://doi.org/10.1016/j.synthmet.2024.117817
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Boya Li, Synthesis of Bithiazole‐Based Poly(arylenevinylene)s via Co‐Catalyzed Hydroarylation Polyaddition and Tuning of Their Optical Properties by N‐Methylation and N‐Oxidation, Macromolecular Rapid Communications, 46, (2025).
DOI: https://doi.org/10.1002/marc.202401082
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件