【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.07】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24MS0046
利用課題名 / Title
「準ホモエピタキシャル」単結晶有機半導体ヘテロ接合の角度分解光電子分光計測
利用した実施機関 / Support Institute
自然科学研究機構 分子科学研究所 / IMS
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）物質・材料合成プロセス/Molecule & Material Synthesis（副 / Sub）計測・分析/Advanced Characterization
【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
有機半導体,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)
中山 泰生
所属名 / Affiliation
東京理科大学 創域理工学部 先端化学科
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
解良 聡,田中 清尚
利用形態 / Support Type
（主 / Main）共同研究/Joint Research（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
高い電荷移動度を示すｐ型有機半導体として知られるルブレンの単結晶上に，ルブレンへ電子求引性置換基を導入した誘導体分子であるfmルブレンは「準ホモエピタキシャル」的に高い結晶性の分子間ヘテロ接合を形成する。本研究では，単結晶ルブレン上に製膜したfmルブレン結晶薄膜における価電子バンド構造を角度分解光電子分光法により実測することを目的とする実験を行った。
実験 / Experimental
課題申請者の所属機関において気相再結晶法により製造したルブレン単結晶試料を機能性材料バンド構造分析システムに導入し，同装置内においてfmルブレンを室温にて段階的に真空蒸着することで結晶性のヘテロ接合試料を作製した。作製した試料に対し，He-IIα共鳴線を励起光源として角度分解光電子分光測定を実施した。なお，測定中は試料帯電の抑止のため，試料に波長405 nmレーザー光を同時照射した。測定後の試料については，申請者所属機関において原子間力顕微鏡測定を行い，試料表面構造を確認した。
結果と考察 / Results and Discussion
作製したfmルブレン積層膜に対して室温にて角度分解光電子分光測定を実施したところ，fmルブレン由来の価電子帯ピーク位置に光電子放出角依存性はみられず，価電子バンド分散は確認できなかった。この測定後の試料に対して原子間力顕微鏡観察を行ったところ，結晶薄膜の融解を示唆する不規則な構造が確認された。これを避けるため，作製後の試料を測定槽において冷却して角度分解光電子分光測定を試みたところ，概ね200 – 150 K以下の温度領域においては試料帯電によるスペクトルのブロード化が顕著にあらわれ，250 K程度においてfmルブレン由来の光電子ピークエネルギーに弱い角度依存性がみられたが，それ以上の試料温度への昇温によってエネルギー変化が消失する様子が確認された。ただし，同じ試料系において同時期にUVSORにて実施した実験ではfmルブレンの価電子バンド分散が確認された例もあるため，基板として用いたルブレン単結晶試料個体の状態が本装置において価電子バンド分散が観測されなかった原因である可能性も懸念され，再現性の検討が必要である。
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)
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)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- 山田泰成，福谷圭祐，大塚尚哉，椴山儀恵，解良聡，服部寛之，中山泰生 "ルブレン単結晶上ルブレン誘導体結晶薄膜の電子構造" 第72回応用物理学会春季学術講演会, 東京理科大学（千葉県）＋オンライン, 2025/3/15. (Oral 15p-K404-8)
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