Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP2914518B2 - 配向性導電性有機薄膜 - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP2914518B2 - 配向性導電性有機薄膜 - Google Patents

配向性導電性有機薄膜

Info

Publication number
JP2914518B2
JP2914518B2 JP13408990A JP13408990A JP2914518B2 JP 2914518 B2 JP2914518 B2 JP 2914518B2 JP 13408990 A JP13408990 A JP 13408990A JP 13408990 A JP13408990 A JP 13408990A JP 2914518 B2 JP2914518 B2 JP 2914518B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
thin film
substrate
conductivity
polycyclic aromatic
oriented
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP13408990A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0431486A (ja
Inventor
尚 南方
勝 尾崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Asahi Kasei Corp
Original Assignee
Asahi Kasei Kogyo KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Kasei Kogyo KK filed Critical Asahi Kasei Kogyo KK
Priority to JP13408990A priority Critical patent/JP2914518B2/ja
Publication of JPH0431486A publication Critical patent/JPH0431486A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2914518B2 publication Critical patent/JP2914518B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Non-Insulated Conductors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は配向性導電性有機薄膜に関する。
〔産業上の利用分野〕
本発明の配向性導電性有機薄膜は導電性材料として用
いることができる。
〔従来技術および問題点〕
これまで、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリチオ
フェン、ポリアリレンビニレン、ポリチエニレンビニレ
ンなどの共役系高分子に電子供与性分子または電子受容
性分子をドーピングすることによって導電性材料が得ら
れることが知られている。またテトラチアフルバレンな
どの電子供与性分子とテトラシアノキノジメタンなどの
電子受容性分子の組合せによる電荷移動錯体が導電性を
有することも知られている。これらの導電性材料は高い
電導度を有するが薄膜形成が難しく、またこれら導電性
材料の大気中での酸化、ドーパントの付加反応などによ
る安定性に問題があった。
薄膜作製法としてLB法を用いて前記の導電性材料の薄
膜を作製する試みがなされているが高い導性を有し安定
性に優れた薄膜は得られていない。
縮合多環芳香族化合物の蒸着によって配向性薄膜が得
られることは知られている〔Z.Physik.Chem.19,206(19
59)〕が、導電性薄膜を得た例はない。
大気中での安定性に優れ、高い電導度を有する有機薄
膜が要求されている。
〔問題を解決するための手段〕
このような問題点に鑑み、本発明者らは安定性に優
れ、高い電導度を有する有機薄膜を得るべく鋭意検討を
重ねた結果、本発明の配向性導電性有機薄膜を得るに至
った。
すなわち、本発明は下記の式(I)においてxが2か
ら5で示される直鎖状縮合多環芳香族化合物に電子受容
性分子がドーピングされ、かつ(00n)の回折面(nは
1以上の整数)を有する配向性導電性有機薄膜に関する
ものである。
本発明で用いる直鎖状縮合多環芳香族化合物について
説明する。本発明で用いる直鎖状縮合多環芳香族化合物
として、ナフタセン(x=2)、ペンタセン(x=
3)、ヘキサセン(x=4)、ヘプタセン(x=5)を
挙げることができる。
次に本発明で使用する電子受容性分子について説明す
る。電子受容性分子としてCl2、Br2、I2、ICl、ICl3、I
Br、IFなどのハロゲン、PF5、AsF5、SbF5、BF3、BCl3
BBr3、SO3、NOx、SO2などのルイス酸、HF、HCl、HNO3
H2SO4、HClO4、FSO3H、ClSO3H、CF3SO3H、CF3SO3H、酢
酸、ぎ酸などの有機酸、アミノ酸などのプロトン酸、TC
NQ、クロラニル、テトラフルオロテトラシアノキノジメ
タン、テトラシアノエチレン、ジシアノクロロキノンな
どの電子受容性有機分子、FeCl3、FeOCl、TiCl4、ZrC
l4、HFCl4、NbF5、NbCl5、TaCl5、MoCl5、WF5、WCL6、U
F6、LnCl3、(Ln=La、Ce、Pr、Nd、Smなどのランタノ
イド)などの遷移金属化合物、Cl-、Br-、I-、ClO4 -、P
F6 -、AsF5 -、SbF6 -、BF4 -、FeCl4 -、スルホン酸アニオ
ンなどの電解質アニオンなどを用いることができる。
これらの電子受容性分子は前記の直鎖状縮合多環芳香
族化合物と共存した場合に後者から電子移動が生じ後者
の電子受容性分子の分子構造は変化する。
次に本発明の配向性導電性有機薄膜の作製法について
その一例を示す。本発明の配向性導電性有機薄膜は前記
の縮合多環芳香族化合物薄膜作製法に電子受容性分子を
ドーピングして配向性導電性薄膜を得る方法、前記の縮
合多環芳香族化合物の薄膜作製時に電子受容性分子をド
ーピングして配行性導電性薄膜を得る方法によって作製
することができる。
前者の配向性導電性薄膜の作製は、まず直鎖状縮合多
環芳香族化合物の薄膜を真空蒸着法、MBE法、CVD法、ス
パッタリングなどの薄膜形成法を用いて基板上に作製す
る。この際、基板材料として石英ガラス、フッ化カルシ
ウム、サファイヤ、アルミナ、マグネシア、塩化ナトリ
ウム、塩化カリウム、窒化アルミニウム、ボロンナイト
ライドなどのセラミック材料、シリコン、ゲルマニウ
ム、ITO、GaAs、InSb、GaNなどの半導体材料、金、アル
ミニウム、銀、鉄、ステンレスなどの金属材料、Y−Ba
−Cu−O系、Bi−Sr−Ca−Cu−O系、Nb系などの超伝導
材料、ポリエステル、ポリスチレン、ポリエチレン、ポ
リアセチレン、ポリピロールなどの有機物材料などを用
いることができる。また、基板は使用する目的に応じて
種々の形態が使用可能である。
成膜の際の基板温度はとくに限定されないが液体窒素
温度などの低温の場合には膜の配向性が低下する。基板
温度の増加に従って膜の配向性が向上する。しかし、前
記縮合多環芳香族化合物の融点以上に加熱すると薄膜の
配向性は低下する。従って、基板温度は通常−100℃〜3
00℃が好ましい。基板温度が室温近傍の条件においても
良い配向性薄膜が得られる。この配向性は通常のX線回
折法によって評価することができる。ここで(00n)面
(nは1以上の整数)が選択的に現われることから配向
性薄膜であることがわかる。薄膜形成法として、たとえ
ば真空蒸着法を用いた場合は圧力10-2Torr以下の雰囲気
で前記の縮合多環芳香族化合物を加熱蒸着する。この雰
囲気の圧力は低い方が配向性薄膜を得るために望ましく
好ましくは10-4Torr以下である。また、MBE法を用いる
場合は縮合多環芳香族の蒸着源としてクヌーセンセル、
電子線銃加熱、ガスセルのいずれも使用可能であり、通
常の成膜法によって配向性薄膜を得ることができる。さ
らにCVD法の場合は真空下またはキャリアーガス存在下
で縮合多環芳香族の蒸気を基板上に供給することによっ
て配向性薄膜が得られる。また、スパッタリングは前記
の縮合多環芳香族化合物ターゲットを用いてアルゴンス
パッタにより薄膜形成ができる。以上のようにして配向
性縮合多環芳香族化合物薄膜が得られ、この配向性が高
いほど高電導度の配向性導電性薄膜とするために好まし
い。
次いで、得られた配向性薄膜に電子受容性分子をドー
ピングして配向性導電性薄膜とすることができる。この
ドーピングの方法としてガス状分子(ドーパント)を用
いた気相ドーピング、ドーパント溶液または液状ドーパ
ント中でドーピングする液相ドーピング、固体状のドー
パントを薄膜に接触させて拡散させる固相ドーピングの
いずれも使用可能である。また必要があれば電解するこ
とによりドーピングの効率を向上させることもできる。
このドーピングによって該薄膜の配向性がドーピングを
施さない薄膜に比べて向上する。たとえば、ペンタセン
蒸着膜では沃素ドーピングによってX線回折パターンの
(00n)面の回折強度増加と配向の乱れによるサブピー
クの回折強度の減少、消失が認められる。このことか
ら、ドーピングによって分子の配向性が向上しているこ
とがわかる。
次の後者の方法、すなわち前記の縮合多環芳香族化合
物の薄膜作製時に電子受容性分子を薄膜中に供給して導
電性薄膜を得る方法についてその一例を示す。前記の薄
膜作製法である真空蒸着法、MBE法を用いて縮合多環芳
香族化合物とドーパント(電子受容性分子)をそれぞれ
の蒸着源から基板上に積層して配向性導電性薄膜を得る
ことができる。必要があれば、成膜時の成膜速度の制御
ならびにシャッタリングを用いることによって縮合多環
芳香族化合物とドーパント分子が交互に規則正しく積層
した薄膜、たとえば一原子層ずつ積層した薄膜を得るこ
とができる。またCVD法では、縮合多環芳香族化合物と
ドーパントの蒸気をそれぞれ基板上に供給して配向性導
電性薄膜を得ることもできる。スパッタリングではアル
ゴンとドーパント共存下での直鎖状縮合多環芳香族化合
物のスパッタリングにより薄膜を得ることができる。ド
ーパントによっては二元スパッタリングも可能である。
ここで用いる基板材料として前記の基板材料が使用可能
である。
本発明の薄膜の膜厚は利用する目的により変化するた
めに限定できないが、50Åからミクロンオーダーまで作
製が可能である。
必要があれば、本発明の薄膜上にドーパントの拡散・
飛散防止のための保護層や他の材料の層を設けることも
できる。また本発明の薄膜を応用した機能材料とするた
めに、本発明の薄膜と他の材料の薄膜の多層の積層膜と
して用いることもできる。
上記で得られたドーパント分子を含有する有機薄膜
は、その分子配向性に優れ、かつ高い導電性を示す。薄
膜の分子配向性は前記のX線回折法、電子線回折法など
の構造解析法によって評価できる。本発明の薄膜は(00
n)面(nは1以上の整数)の回折面が現われ、その格
子定数が分子の長軸に対応することから縮合多環芳香族
化合物の分子がその長軸を基板面に垂直方向に規則正し
く配列していることがわかる。
本発明の薄膜の導電性は通常の方法である二端子法、
四端子法により評価できる。その電導度は使用する目的
に応じてドーパントの種類、含有量によって変化させる
ことができる。本発明の薄膜の電導度は10-13S/cmから1
00S/cmである。また、本発明の薄膜は前記のように高い
分子配向性を有するため、電導度に異方性を有する。す
なわち基板面に平行方向と垂直方向の電導度の異方性
(σ=/σ⊥)は1から104である。
本発明の薄膜は大気中に長時間放置しても酸化、ドー
パントの付加反応などによる安定性に問題がなく非常に
安定であるため、電子材料としてエレクトロニクス、オ
プトエレクトロニクスなど種々の分野に応用でき工業上
有益である。
(実施例) 以下実施例により本発明をさらに詳細に説明する。
実施例1 ペンタセンを石英ガラス基板上に500Åの薄厚で真空
蒸着してペンタセンの薄膜を作製した。基板温度は室
温、圧力2x10-5Toorの雰囲気下で、蒸着源はタングステ
ンボートの抵抗加熱により行った。該薄膜の構造をX線
回折により測定したところ格子定数15Åの(00n)面
(n=1〜3)が認められた。次いで、得られた薄膜を
沃素ガス雰囲気(室温、1Torrの圧力下)中でドーピン
グをおこない配向性導電性薄膜を作製した。
該薄膜の構造をX線回折法(CuK α線)により測定し
たところ格子定数19Åの(00n)(n=1〜14)の回折
面が認められた。該薄膜の電導度を直流四端子により測
定したところ70 S/cmであった。
実施例2 実施例1と同様にしてポリエステル基板上に1000Åの
膜厚でペンタセン薄膜を作製した。該薄膜の構造をX線
回折法により測定したところ格子定数15Åの(00n)面
(n=1〜3)が認められた。
得られた膜を5TorrのSO3ガス雰囲気下に置くことによ
りドーピングして配向性導電性薄膜を得た。
該薄膜の構造をX線回折法(CuK α線)により測定し
たところ格子定数18Åの(00n)(n=1〜8)の回折
面が認められた。該薄膜の電導度を直流四端子法により
測定したところ6S/cmであった。
実施例3 実施例1と同様にしてマグネシア基板上にペンタセン
薄膜を作製した。該薄膜をFeCl3のニトロメタン溶液
(0.1M)に1時間浸せきした。得られた薄膜の構造をX
線回折法により測定したところ格子定数20Åの(00n)
面(n=1〜10)が認められた。該薄膜の電導度を直流
四端子法により測定したところ1S/cmであった。
実施例4 部分的に金薄膜(300Å)をもうけた石英基板を用い
て該基板上にペンタセンを2000Åの膜厚で真空蒸着して
ペンタセン薄膜を得た。成膜条件として基板温度は30
℃、圧力4x10-5Torrの雰囲気下、蒸着源はタングステン
ボートの抵抗加熱により行った。
該薄膜の金薄膜をアノードとして過塩素酸テトラメチ
ルアンモニウムのアセトニトリル溶液(0.05mM)中で電
解することによりClO4 -のドーピングを行い配向性導電
性薄膜を得た。
該薄膜の構造をX線回折法(CuK α線)により測定し
たところ格子定数18Åの(00n)(n=1〜10)の回折
面が認められた。該薄膜の電導度を直流四端子法により
測定したところ10S/cmであった。
実施例5 部分的に金薄膜(膜厚500Å)被覆した石英ガラス基
板上にペンタセン−沃素薄膜を作製した。MBE装置を用
いて、圧力10-5Torrの雰囲気下でペンタセンをKセル加
熱、沃素はガスセルにより基板上に5000Åのペンタセン
−沃素薄膜を作製した。該薄膜の作製条件である蒸着源
の温度、雰囲気圧力の制御によってペンタセンと沃素を
それぞれ単原子層ずつ積層した。なお、基板温度は0℃
であった。
該薄膜の構造をX線回折法(CuK α線)により測定し
たところ格子定数19Åの(00n)(n=1〜14)の回折
面が認められた。該薄膜の基板面方向の電導度(σ=)
を直流四端子法により測定したところ電導度は80S/cmで
あった。
該薄膜上に金電極(500Å)を真空蒸着法によって設
けサンドイッチ状構造とした。この構造の膜に沃素をド
ーピングした後ペンタセン−沃素薄膜の基板面に垂直方
向の電導度(σ⊥)を直流二端子法で測定したところ、
電導度は0.04S/cmであった。このことから電導度の異方
性(σ=/σ⊥)は2000であった。
実施例6 シリコン基板を用いヘキセン薄膜を真空蒸着法で作製
した(膜厚は2000Å)。この作製における作製条件とし
て圧力2x10-5Torr、基板温度は50℃、蒸着源はタングス
テンボートの抵抗加熱で行った。ついで実施例1と同様
にして得られた薄膜に沃素ドーピングを施した。
該薄膜の構造をX線回折法(CuK α線)により測定し
たところ格子定数22Åの(00n)(n=1〜16)の回折
面が認められた。該薄膜の電導度を直流四端子法により
測定したところ60S/cmであった。
実施例7 ポリエチンフィルム基板上にヘプタセン薄膜を膜厚10
00Åで真空蒸着した。真空容器中でこの薄膜にSO3ガス
(圧力5mTorr)を導入してドーピングを施した。
成膜条件として基板温度は25℃、圧力1x10-5Torrの雰
囲気下、蒸着源はタングステンボートの抵抗加熱により
成膜を行った。
得られた該薄膜の構造をX線回折法(CuK α線)によ
り測定したところ格子定数25Å(00n)(n=1〜15)
の回折面が認められた。該薄膜の電導度を直流四端子法
により測定したところ40S/cmであった。
実施例8 石英ガラス基板上に真空蒸着法で膜厚800Åのナフタ
セン薄膜を作製した。成膜条件として基板温度は40℃、
圧力5x10-5Torrの雰囲気下で、蒸着源はタングステンボ
ートの抵抗加熱により成膜を行った。ついで真空容器中
でこの薄膜にAsF5ガス(圧力5mTorr)を導入してドーピ
ングを施した。
得られた該薄膜の構造をX線回折法(CuK α線)によ
り測定してところ格子定数15Åの(00n)(n=1〜
3)の回折面が認められた。該薄膜の電導度を直流四端
子法により測定したところ1x10-3S/cmであった。
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例1で作製したペンタセン薄膜のX線回折
パターン、第2図は実施例1で作製したペンタセン−沃
素薄膜のX線回折パターンを示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−77322(JP,A) 特開 昭60−166298(JP,A) 特開 昭63−94507(JP,A) 特開 平1−265404(JP,A) 特開 昭62−84120(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C09K 3/00 H01B 1/12,5/14 G02F 1/35 CA(STN) REGISTRY(STN)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下記の式(I)においてxが2から5で示
    される直鎖状縮合多環芳香族化合物に電子受容性分子が
    ドーピングされ、かつ(00n)の回折面(nは1以上の
    整数)を有する配向性導電性有機薄膜。
JP13408990A 1990-05-25 1990-05-25 配向性導電性有機薄膜 Expired - Fee Related JP2914518B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13408990A JP2914518B2 (ja) 1990-05-25 1990-05-25 配向性導電性有機薄膜

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13408990A JP2914518B2 (ja) 1990-05-25 1990-05-25 配向性導電性有機薄膜

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0431486A JPH0431486A (ja) 1992-02-03
JP2914518B2 true JP2914518B2 (ja) 1999-07-05

Family

ID=15120167

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP13408990A Expired - Fee Related JP2914518B2 (ja) 1990-05-25 1990-05-25 配向性導電性有機薄膜

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2914518B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005268450A (ja) * 2004-03-17 2005-09-29 Asahi Kasei Corp 有機半導体薄膜及びその製造方法並びに有機半導体素子

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0431486A (ja) 1992-02-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Guo et al. Enhancement in the efficiency of an organic–inorganic hybrid solar cell with a doped P3HT hole-transporting layer on a void-free perovskite active layer
Zhang et al. Amino‐functionalized niobium‐carbide MXene serving as electron transport layer and perovskite additive for the preparation of high‐performance and stable methylammonium‐free perovskite solar cells
JP4812079B2 (ja) 有機半導体ダイオード
EP1914781B1 (en) Transparent carbon nanotube electrode using conductive dispersant and production method thereof
JPH0555568A (ja) 有機薄膜トランジスタ
BR112018000181A2 (en) photovoltaic device comprising perovskite material
US20040232411A1 (en) Field-effect organic transistor
US20140084252A1 (en) Doped graphene transparent conductive electrode
KR101664979B1 (ko) 환원된 그래핀 옥사이드 필름의 제조방법, 상기 방법에 의해 제조되는 환원된 그래핀 옥사이드 필름, 및 상기 환원된 그래핀 옥사이드 필름을 포함하는 그래핀 전극
Heydari Gharahcheshmeh et al. Enhanced carrier mobility and thermoelectric performance by nanostructure engineering of PEDOT thin films fabricated via the OCVD method using SbCl5 oxidant
Yu et al. High-efficiency tin perovskite solar cells by the dual functions of reduced voltage loss and crystal regulation
Dong et al. NaCl-passivated and Na+-doped tin oxide electron transport layers enable highly efficient planar perovskite solar cells
JP4243687B2 (ja) 有機無機ハイブリッド薄膜及びその作製方法
JP2914518B2 (ja) 配向性導電性有機薄膜
KR101366396B1 (ko) 그라핀과 ito를 함유하는 투명전극
JPH0551330A (ja) 異方性導電性有機薄膜
Lu et al. Multi‐dimensional doping of polyaniline emeraldine base by hydrogensulfated fullerenol derivatives
Wongkanya et al. Enhancing the Stability and Performance of Two-Dimensional Perovskite Solar Cells via Double-Step Homogeneous Precursor Mixing
JP2864427B2 (ja) 高配向性有機薄膜
Farka et al. Overcoming intra-molecular repulsions in PEDTT by sulphate counter-ion
Kato et al. Preparation of RhO2 thin films by reactive sputtering and their characterizations
Lai et al. Improved conversion efficiency of perovskite solar cells converted from thermally deposited lead iodide with dimethyl sulfoxide-treated poly (3, 4-ethylenedioxythiophene) poly (styrene sulfonate)
JPH0581921A (ja) 導電性有機薄膜
JPH05274919A (ja) 導電性有機薄膜
Nketia-Yawson et al. Metal halide perovskites as gate dielectrics for transistor applications: progress and perspectives

Legal Events

Date Code Title Description
S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 9

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080416

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090416

Year of fee payment: 10

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees