低エネルギー逆光電子分光装置(LEIPS)の開発 -有機エレクトロニクス開発?評価に革命-(2015年3月11日)

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吉田弘幸 化学研究所助教とエイエルエステクノロジー(神奈川県相模原市)は、低エネルギー逆光電子分光装置(LEIPS)の開発?製品化に世界で初めて成功し、販売を開始しました。

电気を流す特殊なプラスチックである有机半导体を利用した有机発光素子(有机贰尝)、有机太阳电池、有机トランジスタなどの有机半导体デバイスは、フレキシブル?軽量などのユニークな物理的特徴を持ち、生产コストが低く、希少金属を利用しない次世代デバイスとして注目されています。これらのデバイスは、ホールと电子が働くことにより动作します。しかし、これまでホールの通り道である贬翱惭翱準位を调べる手法が确立しているのに対して、电子の通り道である尝鲍惭翱準位をデバイスと同じ薄膜试料について正确に调べる方法がありませんでした。有机半导体デバイス开発には、贬翱惭翱準位と尝鲍惭翱準位の両方の情报が不可欠であることから、尝鲍惭翱準位の测定手法の确立が切望されてきました。

2012年に吉田助教が開発したLEIPSは、有機半導体のLUMO準位測定を可能にする画期的な手法です(H. Yoshida, Chem. Phy. Lett. 539-540 (2012) 180-185)。この方法では、低速電子を有機半導体試料に照射し、電子がLUMO準位に入る時に放出される微弱な近紫外光を検出することで、LUMO準位を測定します。試料に照射する電子のエネルギーを分子の共有結合よりも低くすることで、従来の逆光電子分光法の問題点であった電子線による有機半導体の損傷が生じません。また、近年開発された高性能フィルターを光検出に用いることで、分解能0.25 eVを達成し、初めて有機半導体デバイス研究に必要とされる精度でLUMO準位を測定できるようになりました。

本学とエイエルエステクノロジーは、本测定法を実装した装置の共同开発を行い、製品化に成功しました。この装置は、民间公司の研究所、大学、国公立研究机関で有机半导体デバイスの设计や材料选択、动作原理の解明に幅広く活用されることが期待されます。

低エネルギー逆光电子分光装置の构成図。电子线を生成する电子銃、レンズ、バンドパスフィルター、光电子増倍管で构成された光検出器が真空容器に取り付けられている。电子銃电源、ピコアンメーターなどのエレクトロニクスにより、装置を制御し、データ収集する。

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