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Orientation effect of organic semiconducting polymer revealed using Photo-Electron Emission Microscope (PEEM)

光電子顕微鏡(PEEM)法による有機半導体ポリマーの分子配向効果

関口 哲弘 ; 馬場 祐治 ; 下山 巖  ; 平尾 法恵; 本田 充紀  ; 和泉 寿範; 池浦 広美*

Sekiguchi, Tetsuhiro; Baba, Yuji; Shimoyama, Iwao; Hirao, Norie; Honda, Mitsunori; Izumi, Toshinori; Ikeura, Hiromi*

分子配向性は有機半導体材料の様々な性能を制御する上で重要である。一般に薄膜材料は様々な方向を向いた微小配向領域の混合状態である。したがって、各微小領域の配向方向を選択して顕微分光観測できる手法の開発が望まれている。我々は、光電子顕微鏡(PEEM)法と直線偏光性をもつ放射光X線や真空紫外(VUV)光を組み合わせる装置の開発を行っている。ポリ(3-ヘキシルチオフェン)(P3HT)導電性ポリマー薄膜を溶液法により作製した。偏光放射光励起により特定方向を向くポリマー分子鎖領域のPEEM像の観測を行うことができた。各微小領域の硫黄S 1s励起X線吸収スペクトルが得られ、微小領域におけるポリマー分子配向の情報を得ることに成功した。

The molecular orientation is one of the important factors for controlling various properties in organic semiconductor materials. Films are usually heterogeneous. Thus they exist as a mixture of microscopic domains which have a variety of orientation directions. Therefore, it is essential to observe selectively microscopic domains with different orientation direction. In this work, we have developed the photoelectron emission microscope (PEEM) system combined with the linearly polarized vacuum ultraviolet (VUV) light or synchrotron radiation (SR) X-rays. PEEM images for poly(3-hexylthiophene), P3HT thin films were observed under synchrotron X-ray irradiation with linearly polarization. In conclusion, it was found that PEEM with polarized synchrotron can be a powerful tool that gives information of molecular orientation in nano-meter scale.

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