非平滑および非晶質有機薄膜の構造解析を可能にする解析手法の構築

开发一种能够对非光滑和非晶有机薄膜进行结构分析的分析方法

基本信息

批准号：
16J03487
负责人：
塩谷暢貴
金额：
$ 0.83万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-22 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J03487/
关键词：
pMAIRS 有機半導体薄膜分子配向結晶多形非晶質非平滑赤外分光法

项目摘要

前年度までに，当研究室で開発したpMAIRS法の定量精度を大幅に向上させることに成功し，実用的なデバイス材料の構造解析へ応用する準備が整った．また，pMAIRS法と微小角入射X線回折法（GIXD）を組み合わせた解析が，薄膜中の分子配向と結晶多形の相関を明瞭に明らかにできることも示した．今年度は，このpMAIRS-GIXD法を基軸として，様々な有機半導体材料に応用することで，薄膜の製膜手法（湿式・乾式）や製膜パラメータが薄膜構造に与える影響の統一的理解を目指した．まず，代表的な高分子半導体材料であるP3HT薄膜の構造解析を行った．pMAIRS法を主体とする解析により，塗布膜作製時の溶媒の揮発時間が構造制御の重要因子であることを示し，このときの結晶性と分子配向の相関を詳細に調べた．この結果，分子配向（配向角）と結晶性には線形的な相関があり，結晶性が低くなる程，face-on配向成分が増加することを定量的に明らかにした．さらに，可溶性低分子材料として知られるポルフィリン誘導体（ZnTPP）を用いて，乾式プロセスと湿式プロセスの統一的理解を目指した．昨年度までに，塗布法で作製した薄膜については詳細に調べたため，本年度は蒸着法で作製した薄膜の構造解析を行った．この結果，高速蒸着を行うことで，動的トラップされた“配向した”アモルファス薄膜が形成されることを明らかにした．この薄膜試料は，X線の回折ピークを全く持たず，pMAIRS法を用いることではじめて配向している証拠を掴むことができた．

到上一年，我们已经成功地显着提高了实验室中开发的PMAIRS方法的定量准确性，并准备将其应用于设备材料的实际结构分析。这也表明，将PMAIRS方法和微角入射X射线衍射（GIXD）结合的分析清楚地揭示了薄膜中分子方向和晶体多态性之间的相关性。今年，我们旨在通过将这种pmairs-gixd方法应用于各种有机半导体材料，对薄膜形成方法（湿/干）和膜形成参数对薄膜结构的影响进行统一的了解。首先，我们对P3HT薄膜进行了结构分析，P3HT薄膜是一种典型的聚合物半导体材料。分析主要基于PMAIRS方法表明，在制备涂层膜过程中溶剂的挥发时间是结构对照的重要因素，并且目前详细研究了结晶度与分子方向之间的相关性。结果，我们定量地揭示了分子取向（方向角）和结晶度之间存在线性相关性，并且结晶度越低，面对面的对齐组件的增加越多。此外，我们旨在使用卟啉衍生物（ZNTPP）（称为可溶性小分子材料）实现对干和湿过程的统一理解。截至去年，我们已经详细研究了使用涂料方法生产的薄膜，因此今年我们对使用蒸气沉积法生产的薄膜进行了结构分析。结果，据揭示了高速沉积会导致动态捕获的“定向”无定形薄膜。该薄膜样品没有X射线衍射峰，只有使用PMAIRS方法获得方向的证据。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Impact of Kinetically Restricted Structure on Thermal Conversion of Zinc Tetraphenylporphyrin Thin Films to the Triclinic and Monoclinic Phases

动力学限制结构对四苯基卟啉锌薄膜热转变为三斜晶和单斜晶相的影响

DOI：
10.1021/acs.jpcc.8b00972
发表时间：
2018
期刊：
J. Phys. Chem. C
影响因子：
3.7
作者：
Shioya Nobutaka;Hada Miyako;Shimoaka Takafumi;Murdey Richard;Eda Kazuo;Hasegawa Takeshi
通讯作者：
Hasegawa Takeshi

pMAIRS法の次のステップ

pMAIRS 方法的后续步骤

DOI：
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
0
作者：
Tomoya Nakamura;Nobutaka Shioya;Takafumi Shimoaka;Takeshi Hasegawa;Yasujiro Murata;Atsushi Wakamiya;塩谷暢貴，マーディーリチャード，枝和男，下赤卓史，長谷川健;井上暉英，長島一樹，中村千枝，酒井大樹，Zhang Guozhu，高橋綱己，金井真樹，下赤卓史，塩谷暢貴，長谷川健，柳田剛;冨田和孝，塩谷暢貴，黄瀬隆磨，下赤卓史，枝和男，長谷川健;若宮淳志，中村智也，塩谷暢貴，下赤卓史，長谷川健，村田靖次郎;冨田和孝，塩谷暢貴，黄瀬隆磨，下赤卓史，長谷川健;黄瀬隆磨，塩谷暢貴，下赤卓史，森田康平，園山正史，網井秀樹，高木俊之，金森敏幸，枝和男，長谷川健;中村智也，塩谷暢貴，下赤卓史，長谷川健，村田靖次郎，若宮淳志;塩谷暢貴
通讯作者：
塩谷暢貴

20.部分フッ素化ミリスチン酸単分子膜の構造が表面撥水性に与える影響

20. 部分氟化肉豆蔻酸单层结构对表面拒水性的影响

DOI：
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
0
作者：
Takeshi Hasegawa;Nobutaka Shioya;Takafumi Shimoaka;黄瀬隆磨，塩谷暢貴，下赤卓史，森田康平，園山正史，網井秀樹，高木俊之，金森敏幸，枝和男，長谷川健
通讯作者：
黄瀬隆磨，塩谷暢貴，下赤卓史，森田康平，園山正史，網井秀樹，高木俊之，金森敏幸，枝和男，長谷川健

Comprehensive Understanding of Structure-Controlling Factors of a Zinc Tetraphenylporphyrin Thin Film Using pMAIRS and GIXD Techniques

DOI：
10.1002/chem.201603291
发表时间：
2016-11-01
期刊：
CHEMISTRY-A EUROPEAN JOURNAL
影响因子：
4.3
作者：
Hada, Miyako;Shioya, Nobutaka;Hasegawa, Takeshi
通讯作者：
Hasegawa, Takeshi

pMAIRS法による濃厚ポリマーブラシ末端の反応追跡

使用 pMAIRS 方法追踪致密聚合物刷端部的反应

DOI：
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
0
作者：
Tomoya Nakamura;Nobutaka Shioya;Takafumi Shimoaka;Takeshi Hasegawa;Yasujiro Murata;Atsushi Wakamiya;塩谷暢貴，マーディーリチャード，枝和男，下赤卓史，長谷川健;井上暉英，長島一樹，中村千枝，酒井大樹，Zhang Guozhu，高橋綱己，金井真樹，下赤卓史，塩谷暢貴，長谷川健，柳田剛;冨田和孝，塩谷暢貴，黄瀬隆磨，下赤卓史，枝和男，長谷川健;若宮淳志，中村智也，塩谷暢貴，下赤卓史，長谷川健，村田靖次郎;冨田和孝，塩谷暢貴，黄瀬隆磨，下赤卓史，長谷川健;黄瀬隆磨，塩谷暢貴，下赤卓史，森田康平，園山正史，網井秀樹，高木俊之，金森敏幸，枝和男，長谷川健;中村智也，塩谷暢貴，下赤卓史，長谷川健，村田靖次郎，若宮淳志;塩谷暢貴;黄瀬隆磨，塩谷暢貴，下赤卓史，森田康平，園山正史，網井秀樹，高木俊之，金森敏幸，枝和男，長谷川健;冨田和孝，塩谷暢貴，黄瀬隆磨，下赤卓史，長谷川健;西海洸介，黄瀬雄司，榊原圭太，辻井敬亘，塩谷暢貴，下赤卓史，長谷川健
通讯作者：
西海洸介，黄瀬雄司，榊原圭太，辻井敬亘，塩谷暢貴，下赤卓史，長谷川健