【公開日：2025.07.07】【最終更新日：2025.07.03】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23NM5263
利用課題名 / Title
超分子薄膜材料における機能性制御の研究
利用した実施機関 / Support Institute
物質・材料研究機構 / NIMS
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）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
段差計/ Step meter,膜厚測定/ Film thickness measurement,膜加工・エッチング/ Film processing/etching
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)
山下 侑
所属名 / Affiliation
物質・材料研究機構
共同利用者氏名 / Names of Collaborators Excluding Supporters in the Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Supporters in the Hub and Spoke Institutes
大井暁彦,添谷進
利用形態 / Support Type
（主 / Main）技術補助/Technical Assistance（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)
有機材料による電子的な機能性は薄膜における超分子構造に大きく影響され、超分子構造の制御は優れた機能性およびデバイスの実現に重要である。π共役高分子の結晶性ラメラ構造に対して様々なイオンをドーピングする手法(イオン交換ドーピング)をこれまでに開発し、500 S/cmなどの高伝導度を観測してきた。より優れた電子機能性を有する材料探索には様々な高分子とイオンの組み合わせについて超分子構造および電子機能性を評価することが有効なアプローチである。
実験 / Experimental
どの程度かさ高いイオン種を用いた場合までラメラ構造が維持されるのかを検証するために、スピンコート法により製膜したπ共役高分子薄膜を様々なイオンによりドーピングした。これらの薄膜について、面外方向におけるX線回折(XRD)のθ/2θ測定を実施することでラメラ構造の結晶性および格子定数を評価した。
結果と考察 / Results and Discussion
今回用いたπ共役高分子ではドーピング後においても図に示されるようにラメラ構造に由来する回折ピークが観測された。また、そのピーク位置から格子定数は20%以上増大したことが示唆された。これはラメラ構造を維持したままにかさ高い分子性イオンが導入されたことによる超分子形成を示唆している。一方で今回の薄膜では１次回折ピーク以外は明瞭に観察されておらず、詳細な構造評価には高次の回折ピークまで観察できるような結晶性の高い薄膜を用いる必要があり、今後にプロセス条件の検討が必要であると考えられる。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
薄膜XRD測定結果。ピーク位置から超分子形成を示唆する格子定数が評価された。
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.
- 金古 梓吟、石井 政輝、酒井 健一、酒井 秀樹、竹谷 純一、有賀 克彦、山下 侑、ポリマー半導体の水溶液を用いた化学ドーピングにおける 溶存酸素とアニオン吸着の影響 第８５回応用物理学会秋季学術講演会 2024/09/20
- 金古 梓吟、石井 政輝、酒井 健一、酒井 秀樹、竹谷 純一、有賀 克彦、山下 侑、半導体高分子界面へのアニオン吸着が水系化学ドーピングに与える影響、 日本化学会第105春季年会 2025/03/28
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