有機半導体の基盤と原理

有機半導体の基盤と原理

無機半導体・銀塩写真に照らして
著者名 井口 洋夫 監修
谷 忠昭
発行元 丸善出版
発行年月日 2014年11月
判型 A5 210×148
ページ数 300ページ
ISBN 978-4-621-08870-8
Cコード 3055
ジャンル 物理学 >  物性物理 >  材料科学
化学・化学工学 >  材料化学 >  半導体
機械・金属・材料 >  材料工学

内容紹介

多くの側面を有する有機半導体の基本原理、理論を、総括的かつ系統的に解説。有機半導体の研究の初期の頃からの知見も含め、広範囲な情報と論理がまとめられている。有機半導体の研究者にとって基本となる視点、新しい示唆を与える視点を提供する。有機半導体の全体像を総括的かつ系統的に把握することの重要性を実感してきた著者の経験をもとに、有機半導体の性質や挙動に関する基本的な知識と考え方を解説している。総論では、先行して研究が進められ、発展してきた無機半導体と比較しながら解説することにより、有機半導体の特徴・本質をより明らかにしている。各論では、有機半導体について知っておくべき性質と挙動を相互に関連させながら解説している。

目次

第1部 有機半導体の特徴――無機半導体との対比――
 1章 無機および有機半導体の歴史と構成
  1.1 無機および有機半導体の歴史の概略
  1.2 無機および有機半導体の歴史の構成
 2章 有機半導体材料の特徴――無機半導体との対比
  2.1 化学結合と原子間距離
  2.2 結晶性とモルフォロジー
  2.3 電子構造と光吸収スペクトル
  2.4 会合および分子配列と光吸収スペクトル
  2.5 励起子の性質1――ST分裂と一重項および三重項の役割
  2.6 励起子の性質2――結合エネルギーと拡散距離 
  2.7 電子エネルギー準位とバンド構造
  2.8 半導体のフェルミ準位および半導体と基板の界面の電子構造
  2.9 電極と有機半導体の接続――電子構造と電荷注入
  2.10 励起子の解離と電荷生成
  2.11 電荷輸送1――単結晶とバンド伝導およびホッピング伝導
  2.12 電荷輸送2――アモルファス,多結晶,および結晶
  2.13 電荷輸送3――キャリアの移動度の測定方法 
 3章 有機デバイスの概要
  3.1 有機トランジスター
  3.2 有機発光ダイオード
  3.3 有機太陽電池
  3.4 有機フォトダイオード
第2部 有機半導体各論――光吸収,電子構造,電荷注入,電荷分離,電荷輸送,耐久性――
 4章 有機半導体の吸収スペクトルと用途への適合性
  4.1 はじめに
  4.2 カラーフィルムと色素増感太陽電池中の増感色素の光吸収スペクトルの比較分析
  4.3 有機薄膜太陽電池の光吸収の分析と改良
  4.4 有機デバイスに関する光吸収の改良の試み
 5章 有機半導体の分子の配列と配向
  5.1 はじめに
  5.2 色素の会合体形成と吸収及び発光スペクトル
  5.3 有機半導体の分子配列――face-to-faceおよびedge-to-face
  5.4 共役高分子の配列――regioregularity
  5.5 分子間相互作用の制御と強化
  5.6 基盤に対する有機分子の配向
 6章 有機半導体分子の電子エネルギー準位の評価
  6.1 はじめに
  6.2 紫外光電子分光,光電子収量分光,および逆光電子分光
  6.3 分子軌道法(HOMOとLUMOの電子エネルギー準位)
  6.4 電気化学的方法(酸化および還元電位)
  6.5 大気中光電子分光とケルビンプローブ法
  6.6 手法の比較と使い分け
 7章 基板/有機層界面の電子構造
  7.1 はじめに――界面の可能な電子構造とその原因
  7.2 真空準位シフト発見の経緯――ハロゲン化銀/色素薄膜界面の電子構造
  7.3 基板/有機層界面の電子構造の測定例
  7.4 基板の清浄度
 8章 電極から有機半導体への電荷注入
 8.1 はじめに
 8.2 トンネル効果モデルの検証
 8.3 熱電子放出モデルの検証
 8.4 電極から有機半導体への電荷注入の促進
 8.5 暗電流およびオフ電流の抑制 
9章 有機半導体中の励起子の拡散と解離
 9.1 はじめに
 9.2 一重項および三重項状態の励起子
 9.3 有機半導体中の励起子の拡散
 9.4 有機半導体中の励起子の結合エネルギーの評価
 9.5 励起子の解離と電荷生成――有機半導体ヘテロ接合の場合
 9.6 励起子の解離と電荷生成――色素増感の場合
 10章 有機半導体中の電荷輸送の測定方法と本質の究明
  10.1 電荷輸送に関する測定方法
  10.2 有機半導体結晶の電荷輸送の観測と本質の究明
 11章 有機デバイスにおける電荷輸送
  11.1 有機デバイス中の電荷担体の移動度
  11.2 電荷担体の移動を束縛する要因
  11.3 束縛された電荷担体の移動のモデル
  11.4 有機半導体の分子構造および配列と電荷輸送性
 12章 有機デバイスの耐久性
  12.1 主要な劣化の原因
  12.2 有機デバイスに用いられる主要な化合物の劣化
  12.3 主要な有機デバイスの劣化

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