顔写真

イケダ ススム
池田 進
Susumu Ikeda
所属
高等研究機構材料科学高等研究所 東京オフィス
職名
准教授
学位
  • 博士(理学)(東京大学)

  • 修士(理学)(東京大学)

e-Rad 研究者番号
20401234

経歴 18

  • 2020年5月 ~ 継続中
    東京大学大学院工学系研究科総合研究機構 ・客員研究員

  • 2010年11月 ~ 継続中
    東北大学 材料科学高等研究所 WPI-AIMR(旧称:原子分子材料科学高等研究機構) 准教授

  • 2019年10月 ~ 2020年3月
    東北大学 WPI-AIMR 副研究支援部門長(研究担当副事務部門長)兼務

  • 2018年4月 ~ 2019年9月
    東北大学 WPI-AIMR 研究支援部門長(事務部門長)兼務

  • 2011年3月 ~ 2018年3月
    東北大学 WPI-AIMR 研究担当副事務部門長 兼務

  • 2010年4月 ~ 2013年3月
    東北大学 WPI-AIMR アウトリーチマネージャー 兼務

  • 2010年4月 ~ 2010年10月
    東北大学 大学院理学研究科 物理学専攻 助教

  • 2009年4月 ~ 2010年3月
    東北大学 大学院理学研究科 地学専攻 G-COE研究員(変動地球惑星学の統合教育研究拠点)

  • 2008年2月 ~ 2009年3月
    東北大学原子分子材料科学高等研究機構 (WPI-AIMR)(工学部 化学・バイオ系 兼担) 助教

  • 2007年4月 ~ 2008年1月
    東京大学大学院新領域創成科学研究科複雑理工学専攻 助教

  • 2005年11月 ~ 2007年3月
    東京大学大学院新領域創成科学研究科複雑理工学専攻 助手

  • 2005年4月 ~ 2005年11月
    東京大学大学院新領域創成科学研究科複雑理工学専攻 特任助手

  • 2004年4月 ~ 2005年3月
    東京大学大学院新領域創成科学研究科複雑理工学専攻 学術研究支援員

  • 2003年4月 ~ 2004年3月
    東京大学大学院理学系研究科化学専攻 研究拠点形成(COE)特任研究員

  • 2000年4月 ~ 2003年3月
    東京大学 大学院新領域創成科学研究科複雑理工学専攻 日本学術振興会特別研究員(PD)

  • 1997年4月 ~ 2000年3月
    東京大学 大学院理学系研究科地質学専攻 日本学術振興会特別研究員(DC1)

  • 1994年10月 ~ 1995年3月
    秩父小野田株式会社 研究員 (社員)

  • 1990年4月 ~ 1994年9月
    秩父セメント株式会社 研究員 (社員)

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学歴 4

  • 東京大学 大学院理学系研究科 地質学専攻 博士課程

    1997年4月 ~ 2000年3月

  • 東京大学 大学院理学系研究科 地質学専攻 修士課程

    1995年4月 ~ 1997年3月

  • 東北大学 理学部 地学系入学・地学科地学第二(岩石鉱物鉱床学教室)卒業 学士課程

    1986年4月 ~ 1990年3月

  • 埼玉県立熊谷高等学校

    1983年4月 ~ 1986年3月

委員歴 2

  • 日本鉱物科学会 応用鉱物科学賞選考委員

    2020年10月 ~ 2022年9月

  • 日本化学会 東北支部 幹事(会計)

    2008年4月 ~ 2009年3月

所属学協会 8

  • 日本セラミックス協会

    2022年1月 ~ 継続中

  • 日本表面真空学会

    2014年4月 ~ 継続中

  • Materials Research Society (MRS)

    2006年1月 ~ 継続中

  • 応用物理学会

    2003年4月 ~ 継続中

  • 日本物理学会

    2000年7月 ~ 継続中

  • Mineralogical Society of America (MSA)

    1996年11月 ~ 継続中

  • 日本鉱物科学会

    1991年 ~ 継続中

  • 日本化学会

    2008年2月 ~ 2009年12月

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研究キーワード 2

  • 岩石・鉱物科学

  • 材料科学

研究分野 1

  • ナノテク・材料 / 薄膜、表面界面物性 /

受賞 1

  1. 社団法人セメント協会「第24回セメント協会論文賞」

    1996年5月 社団法人セメント協会 受賞対象「クリンカー鉱物のX線回折パターン分解によるキャラクタリゼーションと強度発現性の研究」

論文 76

  1. Ion diffusion across/along symmetric tilt grain boundaries in yttria-stabilized zirconia investigated by molecular dynamics simulations 国際誌 査読有り

    Susumu Ikeda, Bin Feng, Naoya Shibata, Yuichi Ikuhara

    Solid State Ionics 392 116163-116163 2023年2月7日

    出版者・発行元:Elsevier BV

    DOI: 10.1016/j.ssi.2023.116163  

    ISSN:0167-2738

  2. Reorientation of pentacene molecules from flat-lying to standing manners on a surface-modified amorphous SiO<sub>2</sub> substrate investigated by molecular dynamics simulations 国際誌 査読有り

    Susumu Ikeda

    Japanese Journal of Applied Physics 61 (12) 125504 2022年11月22日

    出版者・発行元:IOP Publishing

    DOI: 10.35848/1347-4065/ac9ef3  

    ISSN:0021-4922

    eISSN:1347-4065

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    Abstract Reorientation of pentacene molecules from the flat-lying manner to the standing one which occurs at the early stage of thin film growth by physical vapor deposition was investigated by molecular dynamics (MD) simulations with a surface-modified amorphous SiO<sub>2</sub> substrate. A molecular cluster comprising 50 standing pentacene molecules was placed on the substrate together with lying molecules and clusters, and the standing cluster acted as a trigger of the reorientation of lying molecules and clusters. Some lying molecules and clusters adjacent to the standing cluster stood up probably by the short-range van der Waals interaction. Some lying clusters apart from the standing cluster also stood up, and this phenomenon was possibly caused by the effect of the long-range Coulomb interaction between clusters. The number of standing molecules on the substrate increased with increasing temperature, and the temperature dependence of the orientational transition rate was discussed in view of thermal fluctuation.

  3. Behavior of critical nuclei of pentacene formed on a substrate surface discussed based on the results of molecular dynamics simulations 国際誌 査読有り

    Susumu Ikeda

    Japanese Journal of Applied Physics 59 (11) 115506 2020年11月5日

    DOI: 10.35848/1347-4065/abc459  

  4. Water permeation pathways in laminated organic single-crystal devices 国際誌 査読有り

    Ryo Nouchi, Yoshiaki Ishihara, Susumu Ikeda

    AIP Advances 10 (7) 075312-075312 2020年7月1日

    出版者・発行元:AIP Publishing

    DOI: 10.1063/5.0009912  

    eISSN:2158-3226

  5. Molecular dynamics simulations of pentacene thin film growth: Stability of nuclei comprising standing molecules and their subsequent growth 国際誌 査読有り

    Susumu Ikeda

    Applied Physics Express 13 (1) 015508 2019年12月

    DOI: 10.7567/1882-0786/ab5c44  

  6. Fe azaphthalocyanine unimolecular layers (Fe AzULs) on carbon nanotubes for realizing highly active oxygen reduction reaction (ORR) catalytic electrodes 国際誌 査読有り

    Hiroya Abe, Yutaro Hirai, Susumu Ikeda, Yasutaka Matsuo, Haruyuki Matsuyama, Jun Nakamura, Tomokazu Matsue, Hiroshi Yabu

    NPG Asia Materials 11 (1) 57 2019年12月1日

    DOI: 10.1038/s41427-019-0154-6  

    ISSN:1884-4049

    eISSN:1884-4057

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    © 2019, The Author(s). A new class of Pt-free catalysts was designed that included molecular iron phthalocyanine (FePc) derivatives, namely, iron azaphthalocyanine (FeAzPc) unimolecular layers (Fe AzULs) adsorbed on oxidized multiwall carbon nanotubes (oxMWCNTs). FeAzPcs were dissolved in organic solvents such as dimethyl sulfoxide (DMSO), and catalytic electrodes modified with molecularly adsorbed FeAzPcs were successfully prepared. The optimized composition of the catalytic electrodes was determined, and the electrodes exhibited superior activity for the oxygen reduction reaction (ORR) and better durability than conventional FePc catalytic electrodes and commercial Pt/C due to the electron-withdrawing properties of the pyridinic nitrogen in FeAzPcs. The catalytic electrodes that were molecularly modified with FeAzPcs have higher activities than those composed of FeAzPc crystals and oxMWCNTs. To the best of our knowledge, among all of the conventional catalysts based on modified MWCNTs and oxMWCNTs, this catalyst exhibits the highest activity. Unlike other Pt-free catalytic electrodes, the Fe AzUL catalytic electrodes can be prepared by low-cost processing without pyrolysis and are therefore promising catalytic electrode materials for applications, such as polymer electrolyte fuel cells and metal–air batteries.

  7. Probing Surface Morphology using X-ray Grating Interferometry 国際誌 査読有り

    Wataru Yashiro, Susumu Ikeda, Yasuo Wada, Kentaro Totsu, Yoshio Suzuki, Akihisa Takeuchi

    Scientific Reports 9 14120 2019年10月

    出版者・発行元:None

    DOI: 10.1038/s41598-019-50486-5  

    ISSN:2045-2322

  8. Three–dimensional observation of the boundary region between massive feldspar and graphic granite by X–ray computed tomography 国際誌 査読有り

    Susumu Ikeda, Yoshito Nakashima, Tsukasa Nakano

    Journal of Mineralogical and Petrological Sciences 114 (1) 1-17 2019年2月

    DOI: 10.2465/jmps.180114  

  9. Molecular dynamics simulations of graphoepitaxy of organic semiconductors, sexithiophene, and pentacene: Molecular-scale mechanisms of organic graphoepitaxy 国際誌 査読有り

    Susumu Ikeda

    Japanese Journal of Applied Physics 57 (3S2) 03EG04 2018年3月1日

    出版者・発行元:Japan Society of Applied Physics

    DOI: 10.7567/JJAP.57.03EG04  

    ISSN:1347-4065 0021-4922

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    Molecular dynamics (MD) simulations of the organic semiconductors α-sexithiophene (6T) and pentacene were carried out to clarify the mechanism of organic graphoepitaxy at the molecular level. First, the models of the grooved substrates were made and the surfaces of the inside of the grooves were modified with -OH or -OSi(CH3)3, making the surfaces hydrophilic or hydrophobic. By the MD simulations of 6T, it was found that three stable azimuthal directions exist (0, ∼45, and 90° the angle that the c-axis makes with the groove), being consistent with experimental results. MD simulations of deposition processes of 6T and pentacene were also carried out, and pentacene molecules showed the spontaneous formation of herringbone packing during deposition. Some pentacene molecules stood on the surface and formed a cluster whose a-axis was parallel to the groove. It is expected that a deep understanding of the molecular-scale mechanisms will lead graphoepitaxy to practical applications, improving the performance of organic devices.

  10. Three-dimensional study by synchrotron radiation computed tomography of melt distribution in samples doped to enhance contrast 国際誌 査読有り

    Susumu Ikeda, Tsukasa Nakano, Akira Tsuchiyama, Kentaro Uesugi, Yoshito Nakashima, Koichi Nakamura, Hideto Yoshida, Yoshio Suzuki

    MINERALOGICAL MAGAZINE 81 (5) 1203-1222 2017年10月

    出版者・発行元:MINERALOGICAL SOC

    DOI: 10.1180/minmag.2016.080.163  

    ISSN:0026-461X

    eISSN:1471-8022

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    The three-dimensional distribution of melt in partially molten synthetic samples compositionally corresponding to diopside (90 wt.%)-anorthite (10 wt.%) and doped with PbO, WO3, MoO3, or Cs2O to enhance contrast was studied by X-ray computed tomography (CT) with synchrotron radiation. The heavy elements were strongly concentrated in the melt and contributed to an increase of the X-ray linear attenuation coefficient (LAC) of it. PbO was found to be compatible with silicate melt (&gt;20 wt.% in solution) and incompatible with diopside crystals. Other oxides WO3 (similar to 10 wt.%), MoO3 (similar to 5 wt.%) and Cs2O (&lt;5 wt.%) are also soluble only in the melt. Such doping is useful not only for LAC control in X-ray CT measurements, but also for systematic control of the structure (wetting properties, distribution and connectivity) of partial melt. This technique gives basic information for discussion of the 3D distribution of partial melt having different wetting properties. As PbO was most effective in visualization of the diopside-anorthite partially molten system, CT images of the PbO-bearing sample were used for further 3D investigation of distribution. A distribution of dihedral angles at solid-melt-solid triple junctions ranging from 22 to 55 degrees was observed with the 3D data. This range in angle distribution was probably caused by anisotropy of crystals and the result supports the argument that there is some limitation in a theoretical framework of stereology which estimates the 3D structure based on 2D observations. Investigators have begun to apply X-ray CT to the study of the 3D distribution of partial melts in rocks using synchrotron radiation. Our study on the effect of doping is one approach for developing a technique to investigate 3D melt distribution.

  11. Comparative Study of Single and Dual Gain-Narrowed Emission in Thiophene/Furan/Phenylene Co-Oligomer Single Crystals 国際誌 査読有り

    Hui Shang, Hidekazu Shimotani, Susumu Ikeda, Thangavel Kanagasekaran, Kazuaki Oniwa, Tienan Jin, Naoki Asao, Yoshinori Yamamoto, Hiroyuki Tamura, Kenta Abe, Miyuki Kanno, Masayuki Yoshizawa, Katsumi Tanigaki

    JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY C 121 (4) 2364-2368 2017年2月

    出版者・発行元:AMER CHEMICAL SOC

    DOI: 10.1021/acs.jpcc.6b10827  

    ISSN:1932-7447

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    Three organic semiconductors consisting of thiophene, furan, and phenylene groups showed either one or two gain-narrowed emission peaks by excitation with a laser pulse. The two gain-narrowed emission peaks are optically studied and assigned to 0 -&gt; 1 and 0 -&gt; 2 vibronic transitions. The number of gain-narrowed emission peaks is determined by a degree of overlap of the vibronic emissions with ground state and excited-state absorption of the material. Dependence of the gained emission intensity both on the total input energy and the density of the excited states shows that the two gain narrowed peaks are attributed to two different decay processes: amplified spontaneous emission (ASE) and superfluorescence (SF). The input energy to be conserved in total is distributed between ASE and SF processes strongly dependent on the semiconductors as a gain media. transition probability and the self-absorption of organic semiconductors as a gain media.

  12. 2-Positional pyrene end-capped oligothiophenes for high performance organic field effect transistors 国際誌 査読有り

    Kazuaki Oniwa, Hiromasa Kikuchi, Hidekazu Shimotani, Susumu Ikeda, Naoki Asao, Yoshinori Yamamoto, Katsumi Tanigaki, Tienan Jin

    CHEMICAL COMMUNICATIONS 52 (26) 4800-4803 2016年

    出版者・発行元:ROYAL SOC CHEMISTRY

    DOI: 10.1039/c6cc00948d  

    ISSN:1359-7345

    eISSN:1364-548X

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    Three new 2-positional pyrene end-capped oligothiophene co-oligomers, BPynT (n = 1, 2, 3), have been synthesized for application in organic field effect transistors (OFETs). BPy2T showed the highest hole mobility of 3.3 cm(2) V-1 s(-1) in a single crystal OFET and a good photoluminescence efficiency of 32% in the crystalline state. A green light emission was observed for the OFET based on a BPy2T single crystal.

  13. Biphenyl end-capped bithiazole co-oligomers for high performance organic thin film field effect transistors 国際誌 査読有り

    Kazuaki Oniwa, Hiromasa Kikuchi, Thangavel Kanagasekaran, Hidekazu Shimotani, Susumu Ikeda, Naoki Asao, Yoshinori Yamamoto, Katsumi Tanigaki, Tienan Jin

    CHEMICAL COMMUNICATIONS 52 (27) 4926-4929 2016年

    出版者・発行元:ROYAL SOC CHEMISTRY

    DOI: 10.1039/c6cc01352j  

    ISSN:1359-7345

    eISSN:1364-548X

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    Two new regiospecific biphenyl end-capped bithiazole co-oligomers, BP2Tz(in) and BP2Tz(out), have been synthesized for application in thin film field effect transistors (TFTs). BP2Tz(in) with a 2,2'-bithiazole central unit exhibits a field effect holemobility as high as 3.5 cm(2) V-1 s(-1). Green light emission is demonstrated for highly balanced ambipoar TFTs based on both BP2Tz(in) and BP2Tz(out).

  14. Materials inspired by mathematics 国際誌 招待有り 査読有り

    Motoko Kotani, Susumu Ikeda

    SCIENCE AND TECHNOLOGY OF ADVANCED MATERIALS 17 (1) 253-259 2016年

    出版者・発行元:TAYLOR & FRANCIS LTD

    DOI: 10.1080/14686996.2016.1180233  

    ISSN:1468-6996

    eISSN:1878-5514

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    Our world is transforming into an interacting system of the physical world and the digital world. What will be the materials science in the new era? With the rising expectations of the rapid development of computers, information science and mathematical science including statistics and probability theory, 'data-driven materials design' has become a common term. There is knowledge and experience gained in the physical world in the form of know-how and recipes for the creation of material. An important key is how we establish vocabulary and grammar to translate them into the language of the digital world. In this article, we outline how materials science develops when it encounters mathematics, showing some emerging directions.

  15. Equivalent ambipolar carrier injection of electrons and holes with Au electrodes in air-stable field effect transistors 国際誌 査読有り

    Thangavel Kanagasekaran, Hidekazu Shimotani, Susumu Ikeda, Hui Shang, Ryotaro Kumashiro, Katsumi Tanigaki

    APPLIED PHYSICS LETTERS 107 (4) 043304 2015年7月

    出版者・発行元:AMER INST PHYSICS

    DOI: 10.1063/1.4927651  

    ISSN:0003-6951

    eISSN:1077-3118

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    Carrier injection from Au electrodes to organic thin-film active layers can be greatly improved for both electrons and holes by nano-structural surface control of organic semiconducting thin films using long-chain aliphatic molecules on a SiO2 gate insulator. In this paper, we demonstrate a stark contrast for a 2,5-bis(4-biphenylyl)bithiophene (BP2T) active semiconducting layer grown on a modified SiO2 dielectric gate insulator between two different modifications of tetratetracontane and poly(methyl methacrylate) thin films. Important evidence that the field effect transistor (FET) characteristics are independent of electrode metals with different work functions is given by the observation of a conversion of the metal-semiconductor contact from the Schottky limit to the Bardeen limit. An air-stable light emitting FET with an Au electrode is demonstrated. (C) 2015 AIP Publishing LLC.

  16. A New Direction in Mathematics for Materials Science 査読有り

    Ikeda, Susumu, Kotani, Motoko

    Springer Briefs in the Mathematics of Materials 1 1-86 2015年

    DOI: 10.1007/978-4-431-55864-4  

  17. Theoretical Analysis on the Optoelectronic Properties of Single Crystals of Thiophene-furan-phenylene Co-Oligomers: Efficient Photoluminescence due to Molecular Bending 国際誌 査読有り

    Hiroyuki Tamura, Ikutaro Hamada, Hui Shang, Kazuaki Oniwa, Md. Akhtaruzzaman, Tienan Jin, Naold Asao, Yoshinori Yamamoto, Thangavel Kanagasekaran, Hidekazu Shimotani, Susumu Ikeda, Katsumi Tanigaki

    JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY C 117 (16) 8072-8078 2013年4月

    出版者・発行元:AMER CHEMICAL SOC

    DOI: 10.1021/jp400646n  

    ISSN:1932-7447

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    We theoretically analyze the optoelectronic properties of single crystals of 2,5-bis(4-biphenylyl) bithiophene (BP2T) and 2-(4-biphenyl)-5-[5-4-biphenyl)-2-thienyl] furan (BPFT) molecules, aiming to provide a guiding principle for the material design of organic light-emitting transistors. The X-ray structure analysis and the density functional theory (DFT) calculations indicate that half of the BPFT molecules bend the pi-conjugation plane in the crystal. The Marcus theory parametrized by the DFT calculations indicates anisotropic charge mobilities. The emission spectra of the BP2T and BPFT crystals are analyzed by the time-dependent DFT calculations in conjunction with the Frenkel exciton model and the vibronic coupling analysis. We revealed that the high photoluminescence efficiency of the BPFT crystal originates from the c symmetry breaking of the H-aggregate, where the transition dipole of the dark state does not cancel out.

  18. Single crystal biphenyl end-capped furan-incorporated oligomers: influence of unusual packing structure on carrier mobility and luminescence 国際誌 査読有り

    Kazuaki Oniwa, Thangavel Kanagasekaran, Tienan Jin, Md. Akhtaruzzaman, Yoshinori Yamamoto, Hiroyuki Tamura, Ikutaro Hamada, Hidekazu Shimotani, Naoki Asao, Susumu Ikeda, Katsumi Tanigaki

    JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY C 1 (26) 4163-4170 2013年

    出版者・発行元:ROYAL SOC CHEMISTRY

    DOI: 10.1039/c3tc30220b  

    ISSN:2050-7526

    eISSN:2050-7534

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    We report the synthesis and characterization of two new furan-based biphenyl end-capped oligomers, 2-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-5-(5-([1,1'-biphenyl]-4-yl) thiophen-2-yl) furan (BPFT) and 5,5'-di([1,1'-biphenyl]-4-yl)-2,2'-bifuran (BP2F) as candidate semiconductors for organic light-emitting field effect transistors (OLETs). Differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetric analysis (TGA) showed the high thermostability of these furan-based semiconductors. X-Ray crystallography of single crystals grown by physical vapor transfer (PVT) method revealed a complicated herringbone packing of BPFT stacking with unusual flat and bent structures, which is different from that of BP2F and the bithiophene-based analogue 5,5'-di([1,1'-biphenyl]-4-yl)-2,2'-bithiophene (BP2T). BPFT single crystal showed a higher absolute quantum yield (51%) compared to that of BP2F and BP2T. Density Functional Theory (DFT) calculations showed that the different excitation energies between flat and bent structures led to the asymmetric transition dipoles in dark state of BPFT H-aggregates, which explains the highest PLQY of BPFT single crystal. Single crystal FET based on BPFT showed an ambipolar characteristic with high hole and electron mobilities, while single crystal FET based on BP2F exhibited p-type characteristic with a high hole mobility. Light emission was observed from the single-crystal FET based on BPFT.

  19. Ambipolar behavior of 2,5-diphenyl-1,4-distyrylbenzene based field effect transistors: An experimental and theoretical study 国際誌 国際共著 査読有り

    Yan Wang, Dandan Liu, Susumu Ikeda, Ryotaro Kumashiro, Ryo Nouch, Yuanxiang Xu, Hui Shang, Yuguang Ma, Katsumi Tanigaki

    APPLIED PHYSICS LETTERS 97 (3) 033305 2010年7月

    出版者・発行元:AMER INST PHYSICS

    DOI: 10.1063/1.3465659  

    ISSN:0003-6951

    eISSN:1077-3118

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    New organic semiconductor molecule 2,5-diphenyl-1,4-distyrylbenzene (trans-DPDSB) was synthesized and its single crystal was grown for light-emitting field effect transistors (FETs). This molecule forms J-aggregate crystals which show high luminescent efficiency compared with the corresponding H-aggregates. Although J-aggregates have a weak point of lower mobility, the FETs using trans-DPDSB single crystals and Au-Ca asymmetrical electrodes showed light emission from the channel. This study shows that the design and modification of organic molecular stacking modes are useful in realization of highly efficient light-emitting FETs. (C) 2010 American Institute of Physics. [doi:10.1063/1.3465659]

  20. Modified bimodal growth mechanism of pentacene thin films at elevated substrate temperatures 国際誌 査読有り

    Dong Guo, Susumu Ikeda, Koichiro Saiki

    JOURNAL OF PHYSICS-CONDENSED MATTER 22 (26) 262001 2010年7月

    出版者・発行元:IOP PUBLISHING LTD

    DOI: 10.1088/0953-8984/22/26/262001  

    ISSN:0953-8984

    eISSN:1361-648X

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    The growth of pentacene thin films at elevated temperatures was studied. We observed decreased grain size and crystallinity with increasing substrate temperature in 30 nm films, despite the increased grain size of the submonolayer films. These were attributed to a two-dimensional to three-dimensional growth transition and a pronounced desorption of the first monolayer molecules. The observed coarsening-like behavior and the dendritic to compact grain geometry transition with temperature were explained by classic growth theories. A modified bimodal growth mechanism at elevated temperatures was proposed by analyzing both the out-of-plane and the in-plane grazing incidence x-ray diffraction patterns of the same films.

  21. Noble Metal Intercalated Fullerene Fabricated by Low-Temperature Co-deposition 国際誌 査読有り

    Genki Yoshikawa, Yuki Tsuruma, Susumu Ikeda, Koichiro Saiki

    ADVANCED MATERIALS 22 (1) 43-+ 2010年1月

    出版者・発行元:WILEY-V C H VERLAG GMBH

    DOI: 10.1002/adma.200900921  

    ISSN:0935-9648

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    A silver-intercalated fullerene (C(60)) is fabricated. by depositing Ag and C(60) simultaneously onto a substrate kept at low temperature (similar to 23 K), suppressing aggregation of cohesive Ag atoms. In situ conductivity measurements reveal a granular-metal state of Ag(7)C(60) crystallites dispersed in an insulating C(60) phase (see image). Ag-doped C(60) Will serve as a new platform for hydrogen-storage materials and novel superconductors. [GRAPHICS] .

  22. Oriented Growth of Sexithiophene Induced by Edge of Metal Electrodes 国際誌 査読有り

    Susumu Ikeda, Yasuo Wada, Koichiro Saiki

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS 49 (4) 04DK19 2010年

    出版者・発行元:JAPAN SOC APPLIED PHYSICS

    DOI: 10.1143/JJAP.49.04DK19  

    ISSN:0021-4922

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    Recently it has been shown that the "graphoepitaxy'' of organic semiconductor alpha-sexithiophene (6T) occurs on artificial periodic grooves fabricated on thermally-oxidized Si substrates. In the present study, similarly oriented growth of 6T thin films was found around the edge of metal electrodes. Using this phenomenon to realize single crystalline organic transistors, substrates with short channel Au electrodes were fabricated by photolithography, and 6T films were grown on these substrates by molecular beam deposition. The {010} planes of 6T crystals tended to face the wall of the channel (electrode edge), probably due to the chemical affinity of Au for S atoms in 6T molecules. The transistor characteristics of the test device were measured, and the results suggested that this orientation control technique using the shape of electrodes would lead to improvements in device performance. (C) 2010 The Japan Society of Applied Physics

  23. Real-Time Observation and Control of Pentacene Film Growth on an Artificially Structured Substrate 国際誌 査読有り

    Yuki Tsuruma, Abdullah Al-Mahboob, Susumu Ikeda, Jerzy T. Sadowski, Genki Yoshikawa, Yasunori Fujikawa, Toshio Sakurai, Koichiro Saiki

    ADVANCED MATERIALS 21 (48) 4996-+ 2009年12月

    出版者・発行元:WILEY-V C H VERLAG GMBH

    DOI: 10.1002/adma.200901436  

    ISSN:0935-9648

    eISSN:1521-4095

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    Suppression of nucleation around a gold electrode during pentacene growth on a SiO(2) channel is found by photoemission electron microscopy. Mass flow is driven by the difference between the molecular orientations on SiO(2) and gold. The poor connectivity at the channel/electrode boundary causes degradation in the performance of a field-effect transistor, which is found to be improved by self-assembled monolayer treatment on the electrode (see figure; thickness in monolayers (ML)).

  24. Surface-Mediated Visible-Light Photo-oxidation on Pure TiO2(001) 国際誌 査読有り

    Hiroko Ariga, Toshiaki Taniike, Harumo Morikawa, Mizuki Tada, Byoung Koun Min, Kazuya Watanabe, Yoshiyasu Matsumoto, Susumu Ikeda, Koichiro Saiki, Yasuhiro Iwasawa

    JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY 131 (41) 14670-+ 2009年10月

    出版者・発行元:AMER CHEMICAL SOC

    DOI: 10.1021/ja9066805  

    ISSN:0002-7863

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    We used STM to observe visible tight photo-oxidation reactions of formic acid on the ordered lattice-work structure of a TiO2(001) surface for the first time. The nanostructured surface makes the band gap significantly smaller than 3.0 eV only at the surface layer, and the surface state of the crystal enables a visible light response.

  25. Thermally induced structural characteristics of pentacene thin films 国際誌 査読有り

    Dong Guo, Susumu Ikeda, Koichiro Saiki

    JOURNAL OF APPLIED PHYSICS 105 (11) 113520 2009年6月

    出版者・発行元:AMER INST PHYSICS

    DOI: 10.1063/1.3132824  

    ISSN:0021-8979

    eISSN:1089-7550

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    The influence of postdeposition thermal treatment on the structural characteristics of vacuum deposited pentacene thin films was systematically investigated. With increasing annealing temperature, the film crystallinity decreased regularly and significantly, while structural analysis by using the paracrystal theory revealed an increased vertical coherent diffraction domain size. Influence of the structural evolution on the thin film transistor performance was demonstrated by a variable temperature structural and electrical characterization. The results indicate that a thermally induced structural evolution should be generally taken into account for understanding the charge transport nature of the materials. (C) 2009 American Institute of Physics. [DOI: 10.1063/1.3132824]

  26. Direct measurements of chemical composition of shock-induced gases from calcite: an intense global warming after the Chicxulub impact due to the indirect greenhouse effect of carbon monoxide 国際誌 査読有り

    Ko Kawaragi, Yasuhito Sekine, Toshihiko Kadono, Seiji Sugita, Sohsuke Ohno, Ko Ishibashi, Kosuke Kurosawa, Takafumi Matsui, Susumu Ikeda

    EARTH AND PLANETARY SCIENCE LETTERS 282 (1-4) 56-64 2009年5月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI: 10.1016/j.epsl.2009.02.037  

    ISSN:0012-821X

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    Shock-induced devolatilization in hypervelocity impacts has been considered to play important roles in the atmospheric evolution and mass extinctions in Earth&apos;s history. Although the chemical composition of shock-induced gas species from carbonate rocks has been considered as a key to understand the environmental change after the Chicxulub impact, it has not been investigated extensively before. Here, we conduct direct measurements of the chemical composition (CO/CO(2)) of shock-induced gas species from calcite (CaCO(3)) using both a laser gun system and an isotopic labeling technique. The CO/CO(2) ratio of the shock-induced gas species from calcite is measured to be 2.02 +/- 0.41, suggesting that gaseous CO has been dominant in the shock-induced gases in the Chicxulub impact. In order to evaluate the environmental effects of the injection of CO gas, we investigated the post-impact atmospheric chemistry by incorporating our experimental results into a tropospheric photochemical model. The results suggest that an intense (2-5 degrees C) global warming would have lasted for several years after a Chicxulub-size impact mainly due to the greenhouse effect of tropospheric O(3), which is produced via photochemical reactions associated with CO gas. Such an intense global warming could have damaged the biosphere in the mass extinction at the Cretaceous-Paleogene (K-P) boundary. (C) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.

  27. Fluorine Substitution of Hexa-peri-hexabenzocoronene: Change in Growth Mode and Electronic Structure 国際誌 査読有り

    Shiro Entani, Toshihiko Kaji, Susumu Ikeda, Tomohiko Mori, Yoshihiro Kikuzawa, Hisato Takeuchi, Koichiro Saiki

    JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY C 113 (15) 6202-6207 2009年4月

    出版者・発行元:AMER CHEMICAL SOC

    DOI: 10.1021/jp808861y  

    ISSN:1932-7447

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    We have studied the effect of fluorine substitution on growth mode and electronic structure of hexa-peri-hexabenzocoronene (C(42)H(18), HBC). Fluorinated-HBC, 2,5,8,11,14,17-hexafluoro-hexa-peri-hexabenzocoronene (C(42)F(6)H(12), 6F-HBC), grew epitaxially on a Cu(111) single-crystal surface, similar to HBC. Higher crystalline films with rather flat surfaces were obtained for 6F-HBC than for HBC due to the attractive intermolecular C-H center dot center dot center dot F-C interaction. Electron spectroscopy measurements of HBC and 6F-HBC films indicated that fluorination causes energy shifts of molecular orbitals to higher binding energies and increase of the work function. Thickness dependence spectroscopic measurements revealed that the interface dipole and the ionization potential are drastically increased in 6F-HBC/Cu(111), which is favorable for n-type electric conduction through the decrease of electron injection barrier to LUMO.

  28. Step-bunched Bi-terminated Si(111) surfaces as a nanoscale orientation template for quasisingle crystalline epitaxial growth of thin film phase pentacene 国際誌 査読有り

    Toshihiro Shimada, Manabu Ohtomo, Tadamasa Suzuki, Tetsuya Hasegawa, Keiji Ueno, Susumu Ikeda, Koichiro Saiki, Miho Sasaki, Katsuhiko Inaba

    APPLIED PHYSICS LETTERS 93 (22) 223303 2008年12月

    出版者・発行元:AMER INST PHYSICS

    DOI: 10.1063/1.3040309  

    ISSN:0003-6951

    eISSN:1077-3118

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    We developed a nanoscale orientation template for quasisingle crystalline epitaxial growth of thin film phase pentacene. By using alpha-3x3 Bi termination of surface dangling bonds on step-bunched vicinal surface of Si(111), thin film phase epitaxial pentacene was grown with the crystal axes aligned to the surface steps. Alignment occurred when the step height was higher than the molecular height. The mechanism of the alignment was examined by calculating the energy of the crystal edge.

  29. Alignment-Induced Epitaxial Transition in Organic-Organic Heteroepitaxy 国際誌 査読有り

    Dong Guo, Kenji Sakamoto, Kazushi Miki, Susumu Ikeda, Koichiro Saiki

    PHYSICAL REVIEW LETTERS 101 (23) 236103 2008年12月

    出版者・発行元:AMER PHYSICAL SOC

    DOI: 10.1103/PhysRevLett.101.236103  

    ISSN:0031-9007

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    We report the epitaxial growth of thin films of a small organic molecule (pentacene) on polymer substrates with controllable photoalignment over a wide range. The pentacene molecular plane exhibited a distinct orientational change from parallel to perpendicular relative to the polymer chain with increasing substrate polymer alignment. Each orientation consists of twinlike domains. Such characteristics reveal a unique alignment-induced epitaxial transition controlled by the subtle balance of weak interactions, showing a promising approach for tuning the characteristics of organic semiconductor based electronic devices.

  30. Nanotransfer of the Polythiophene Molecular Alignment onto the Step-Bunched Vicinal Si(111) Substrate 国際誌 査読有り

    Ryo Onoki, Genki Yoshikawa, Yuki Tsuruma, Susumu Ikeda, Koichiro Saiki, Keiji Ueno

    LANGMUIR 24 (20) 11605-11610 2008年10月

    出版者・発行元:AMER CHEMICAL SOC

    DOI: 10.1021/la8016722  

    ISSN:0743-7463

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    A poly(3-dodecylthiophene-2,5-diyl) film having in-plane anisotropic molecular arrangement was successfully fabricated by transferring its Langmuir-Blodgett film onto a step-bunched Si(111) substrate. Polarized near-edge X-ray absorption fine structure measurements revealed that the polythiophene main chains are preferentially orientated along periodic facet/terrace nanostructures on the step-bunched substrate, whereas less anisotropy was found on a flat substrate. The step-bunched Si substrate has been proved to be effective for controlling the in-plane molecular arrangement in the polymer thin film.

  31. Origin of carrier types in intrinsic organic semiconductors 国際誌 査読有り

    Toshihiko Kaji, Shiro Entani, Susumu Ikeda, Koichiro Saiki

    ADVANCED MATERIALS 20 (11) 2084-+ 2008年6月

    出版者・発行元:WILEY-V C H VERLAG GMBH

    DOI: 10.1002/adma.200701773  

    ISSN:0935-9648

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    The factors determining carrier type in intrinsic organic semiconductors are clarified by measuring field-effect transistor (FET) characteristics and electronic states for an identical specimen, which is transferred between the film growth/FET measurement and electron spectroscopy chambers in situ (see figure). The FET mobility is found to decrease exponentially with the precisely evaluated charge injection barrier both for electrons and holes.

  32. Graphoepitaxy of sexithiophene and orientation control by surface treatment 国際誌 査読有り

    Susumu Ikeda, Koichiro Saiki, Yasuo Wada, Katsuhiko Inaba, Yoshiyasu Ito, Hirokazu Kikuchi, Kazuo Terashima, Toshihiro Shimada

    JOURNAL OF APPLIED PHYSICS 103 (8) 084313 2008年4月

    出版者・発行元:AMER INST PHYSICS

    DOI: 10.1063/1.2913180  

    ISSN:0021-8979

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    The factors influencing the graphoepitaxy of organic semiconductor alpha-sexithiophene (6T) on thermally oxidized silicon substrates were studied and it was discovered that a wider pitch in the microgrooves decreased the degree of graphoepitaxy. A more significant finding was that in-plane orientation could be changed by simple surface treatment. On UV/ozone-treated substrates (hydrophilic condition), the b-axis of 6T was parallel to the grooves. Further surface treatment with hexamethyl-disiloxane (under hydrophobic conditions) changed this in-plane orientation by 90 degrees. This change is due to the interaction between the topmost chemical species (functional groups) of the groove walls and organic molecules, a behavior peculiar to organic graphoepitaxy and exploitable for optimal orientation control in device processing. The nucleation and growth processes that cause the graphoepitaxy are discussed, based on the experimental results. (C) 2008 American Institute of Physics.

  33. Oriented film growth of organic semiconductor sexithiophene on artificial periodic grooves and electrical conduction properties of the films 国際誌 査読有り

    S. Ikeda, Y. Wada, K. Inaba, K. Terashima, T. Shimada, K. Saiki

    Materials Research Society Symposium Proceedings 1059 KK11-11 2008年

    出版者・発行元:None

    DOI: 10.1557/PROC-1059-KK11-11  

    ISSN:0272-9172

    eISSN:1946-4274

  34. Effect of organic buffer layer on performance of pentacene field-effect transistor fabricated on natural mica gate dielectric 国際誌 査読有り

    Akira Matsumoto, Ryo Onoki, Susumu Ikeda, Koichiro Saiki, Keiji Ueno

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS PART 2-LETTERS & EXPRESS LETTERS 46 (36-40) L913-L916 2007年10月

    出版者・発行元:INST PURE APPLIED PHYSICS

    DOI: 10.1143/JJAP.46.L913  

    ISSN:0021-4922

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    The mobility of pentacene-based organic field-effect transistors (OFETs) fabricated on natural mica substrates has been highly improved using poly(methyl methacrylate) (PMMA) or octadecyltrimethoxysillane (OTMS) as a buffer layer between the mica dielectric and the pentacene active layer. The field-effect mobility increased from 2.4 x 10(-3) to 0.14 or 0.31 cm(2)center dot V-1 center dot s(-1) by inserting the PMMA or OTMS buffer layer, respectively. The suppression of the unfavorable effect of potassium ions using the OTMS buffer layer confirmed the feasibility of using natural mica as a transparent gate dielectric of OFETs.

  35. Low-leakage MIS structures with 1.5-6 nm CaF2 insulating layer on Si(111) 国際誌 国際共著 査読有り

    N. S. Sokolov, I. V. Grekhov, S. Ikeda, A. K. Kaveev, A. V. Krupin, K. Saiki, K. Tsutsui, S. E. Tyaginov, M. I. Vexler

    MICROELECTRONIC ENGINEERING 84 (9-10) 2247-2250 2007年9月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI: 10.1016/j.mee.2007.04.065  

    ISSN:0167-9317

    eISSN:1873-5568

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    Thin high-quality calcium fluorite films are grown on (111) silicon in the low- and middle- temperature molecular-beam epitaxy processes followed by annealing. Metal-insulator-semi conductor structures with such films exhibit much smaller leakage currents than the casual structures with silicon dioxide. They demonstrate also satisfactory wear-out characteristics. Low leakage is achieved not due to high permittivity, but due to restricted tunnel transparency of the fluorite owing to a large effective mass of carriers. Therefore, CaF2 is a promising candidate for gate material in advanced field-effect transistors.

  36. Electronic structure of octane on Cu(111) and Ni(111) studied by near edge X-ray absorption fine structure 国際誌 査読有り

    Manabu Kiguchi, Shiro Entani, Susumu Ikeda, Genki Yoshikawa, Ikuyo Nakal, Hiroshi Kondoh, Toshiaki Ohta, Koichiro Saiki

    SURFACE SCIENCE 601 (18) 4074-4077 2007年9月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI: 10.1016/j.susc.2007.04.055  

    ISSN:0039-6028

    eISSN:1879-2758

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    The electronic structure of an octane film grown on Cu(1 1 1) and Ni(1 1 1) was studied using C K-edge near edge X-ray absorption fine structure (NEXAFS). A pre-peak was observed on the bulk edge onset for the 1 ML thick octane films on the metal substrates. The prepeak originated from metal induced gap states (MIGS) in the band gap of octane. The intensity of the pre-peak for octane/Ni(1 1 1) was the same as that of octane/Cu(1 1 1), suggesting that there was little difference in the density of unoccupied MIGS between the octane film on Ni(1 1 1) and Cu(1 1 1). We discuss the metal dependence of the density of unoccupied MIGS on the band structure of the metals. (C) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

  37. Characterization of submicron-scale periodic grooves by grazing incidence ultra-small-angle X-ray scattering 国際誌 査読有り

    Yoshiyasu Ito, Katsuhiko Inaba, Kazuhiko Omote, Yasuo Wada, Susumu Ikeda

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS PART 2-LETTERS & EXPRESS LETTERS 46 (29-32) L773-L775 2007年8月

    出版者・発行元:INST PURE APPLIED PHYSICS

    DOI: 10.1143/JJAP.46.L773  

    ISSN:0021-4922

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    A grazing incidence ultra-small-angle X-ray scattering measurement system using a laboratory X-ray source has been developed. Submicron-scale artificial periodic grooves on thermally oxidized silicon wafers are characterized using this system. They are fabricated by electron beam lithography. The average pitch widths of the grooves are determined accurately with a low standard uncertainty of less than 0.02%. The cross-sectional profiles are also analyzed by intensity ratios of higher-order diffraction peaks from the periodic structures and X-ray reflectivity measurements. The obtained cross-sectional profiles are in good agreement with those obtained by atomic force microscopy.

  38. Analysis of charge transport in a polycrystalline pentacene thin film transistor by temperature and gate bias dependent mobility and conductance 国際誌 査読有り

    Dong Guo, Tetsuhiko Miyadera, Susumu Ikeda, Toshihiro Shimada, Koichiro Saiki

    JOURNAL OF APPLIED PHYSICS 102 (2) 023706 2007年7月

    出版者・発行元:AMER INST PHYSICS

    DOI: 10.1063/1.2753671  

    ISSN:0021-8979

    eISSN:1089-7550

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    The gate bias and temperature dependent field-effect mobility and conductance of a polycrystalline pentacene thin film transistor (TFT) were analyzed to study the charge transport in the material. Since both heating and cooling can obviously change the film morphology, a relatively narrow temperature range was adopted to rule out the possible influence of structure variation on the device characterization. Both mobility and conductance values increased with the gate bias and showed a thermally activated Arrhenius-like behavior, while the threshold voltage deceased with temperature. Several models were compared, and it was found that the observations could only be well interpreted by a multiple trapping model, which suggests that the temperature and gate bias dependences should be attributed to the increased free charge carrier density. The density of trap states in the band gap was evaluated by the field-effect mobility as well as the field-effect conductance data. The results disclose a possible field-effect mobility much higher than the present record in a polycrystalline pentacene TFT. (C) 2007 American Institute of Physics.

  39. Spontaneous aggregation of pentacene molecules and its influence on field effect mobility 国際誌 査読有り

    Genki Yoshikawa, Jerzy T. Sadowski, Abdullah Al-Mahboob, Yasunori Fujikawa, Toshio Sakurai, Yuki Tsuruma, Susumu Ikeda, Koichiro Saiki

    APPLIED PHYSICS LETTERS 90 (25) 251906 2007年6月

    出版者・発行元:AMER INST PHYSICS

    DOI: 10.1063/1.2749721  

    ISSN:0003-6951

    eISSN:1077-3118

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    The authors have found that pentacene molecules deposited on SiO2 substrates treated with self-assembled monolayers, such as hexamethyldisilazane or octadecyltrichlorosilane, aggregate spontaneously. In situ, real-time low-energy electron microscopy investigation of the morpho-logical changes in pentacene films deposited under ultrahigh vacuum reveals that the balance between pentacene film and substrate surface energies is an origin of this aggregation. With in situ atomic force microscopy - field effect transistor measurements, the authors demonstrate that field effect mobility is critically affected by this aggregation. (c) 2007 American Institute of Physics.

  40. Visualization of induced charge in an organic thin-film transistor by cross-sectional potential mapping 国際誌 査読有り

    Susumu Ikeda, Toshihiro Shimada, Manabu Kiguchi, Koichiro Saiki

    JOURNAL OF APPLIED PHYSICS 101 (9) 094509 2007年5月

    出版者・発行元:AMER INST PHYSICS

    DOI: 10.1063/1.2734077  

    ISSN:0021-8979

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    Kelvin probe force microscopy was applied to the cross-sectional potential imaging of a working organic thin-film transistor (OTFT). The bottom-contact-type OTFT with an active layer of copper-phthalocyanine (CuPc) was cleaved and internal potential distribution of its channel region was visualized. The potential distribution on the cross section changed depending on the applied drain and gate voltage. Horizontal potential distribution in the semiconductor film from source to drain direction was roughly consistent with the results of surface potential imaging previously reported. Vertical potential distribution from bottom (gate) to top (CuPc film) showed that a potential peak appeared along the semiconductor/insulator interface when a negative voltage was applied to the gate. The charge injection process is discussed based on the visualized potential peak at the interface. (c) 2007 American Institute of Physics.

  41. High insulating quality CaF2 pseudomorphic films on Si(111) 国際誌 国際共著 査読有り

    N. S. Sokolov, A. K. Kaveev, A. V. Krupin, S. E. Tyaginov, M. I. Vexler, S. Ikeda, K. Tsutsui, K. Saiki

    APPLIED PHYSICS LETTERS 90 (14) 142909 2007年4月

    出版者・発行元:AMER INST PHYSICS

    DOI: 10.1063/1.2719610  

    ISSN:0003-6951

    eISSN:1077-3118

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    Current-voltage characteristics of epitaxially grown Au/CaF2/Si(111) metal-insulator-semiconductor structures with thin (1.5-6 nm) pseudomorphic fluoride layer have been studied. It was found that CaF2 films in these structures are of better insulating quality than those in the devices reported previously. Typical breakdown field for the fluorite layers was about 8x10(6) V/cm and the tunnel current did not exceed the values predicted by simulations with realistic parameters.

  42. Orientation control of pentacene molecules and transport anisotropy of the thin film transistors by photoaligned polyimide film 国際誌 査読有り

    Dong Guo, Kenji Sakamoto, Kazushi Miki, Susumu Ikeda, Koichiro Saiki

    APPLIED PHYSICS LETTERS 90 (10) 102117 2007年3月

    出版者・発行元:AMER INST PHYSICS

    DOI: 10.1063/1.2711776  

    ISSN:0003-6951

    eISSN:1077-3118

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    The authors report preferential in-plane molecular orientation and charge transport anisotropy in pentacene thin film transistors achieved by using a photoaligned polyimide film with large in-plane anisotropy. Polarized infrared absorption spectra indicated that the molecular plane normal of the pentacene preferentially aligned along the average orientation direction of the underlying polyimide backbone structure. Atomic force microscope images showed that the alignment of the polyimide backbone structure significantly modified the pentacene growth process and remarkably increased the grain size. The charge carrier mobility along the polyimide alignment direction was about twice of that perpendicular to it. (c) 2007 American Institute of Physics.

  43. Investigation of complex channel capacitance in C-60 field effect transistor and evaluation of the effect of grain boundaries 国際誌 査読有り

    Tetsuhiko Miyadera, Manabu Nakayama, Susumu Ikeda, Koichiro Saiki

    CURRENT APPLIED PHYSICS 7 (1) 87-91 2007年1月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI: 10.1016/j.cap.2006.01.054  

    ISSN:1567-1739

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    Frequency and gate voltage dependences of capacitance in a C-60 field effect transistor (FET) showed an intriguing power law (C proportional to f(-p), p similar to 0.3-0.35) irrespective of the gate voltage. In order to interpret this phenomenon, we formulated a complex impedance of the bottom contact FET based on a distributed constant circuit model in cases of both a single grain channel and a multi-grain channel. The power law could be well explained in terms of the complex impedance formula using only a small number of fitting parameters, the results of which indicate the validity of the model. This kind of analysis could usefully characterize the organic FETs consisting of grain boundaries, providing information on the resistance ratio of the grain interior to the grain boundary. (c) 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.

  44. Orientation control of standing epitaxial pentacene monolayers using surface steps and in-plane band dispersion analysis by angle resolved photoelectron spectroscopy 国際誌 査読有り

    T. Suzuki, T. Shimada, K. Ueno, S. Ikeda, K. Saiki, T. Hasegawa

    Materials Research Society Symposium Proceedings 965 0965-S06-19 2007年

    出版者・発行元:None

    DOI: 10.1557/PROC-0965-S06-19  

    ISSN:0272-9172

    eISSN:1946-4274

  45. Pentacene films grown on surface treated SiO2 substrates 国際誌 査読有り

    Dong Guo, Susumu Ikeda, Koichiro Saiki

    THIN SOLID FILMS 515 (2) 814-817 2006年10月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE SA

    DOI: 10.1016/j.tsf.2005.12.208  

    ISSN:0040-6090

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    As a potential candidate for inorganic FETs in various applications, organic FETs have received much attention during recent years. In order to remove surface contamination and to improve the device performance, surface treatment is generally adopted before deposition of organic films. However, the microstructure of the organic films is very sensitive to growth conditions. Surface treatment and heating can influence the film morphology and the device performance greatly. In order to study the effect of surface treatment on the growth of pentacene film, we deposited and contrasted pentacene films at room temperature and elevated temperature on SiO2 substrate treated by several typical cleaning procedures. The results indicated that surface treatment could influence the film morphology greatly even for a thickness far beyond the first monolayer. We also found that there was a low critical temperature of about 55 degrees C at a deposition rate of 0.5 nm/min, above which substantial desorption of pentacene molecule occurred regardless of the cleaning procedure. Deposition on heated substrates is widely reported for increased grain size and improved device performance, while the possible desorption seems to be seldom noticed. Therefore, an implication of the low desorption temperature is that the film thickness may be frequently overestimated for deposition on heated substrates. Consequently, errors for any data that are dependent on film thickness may be caused without taking into account the possible desorption. (c) 2005 Elsevier B.V. All rights reserved.

  46. Effect of UV/ozone treatment of the dielectric layer on the device performance of pentacene thin film transistors 国際誌 査読有り

    Dong Guo, Shiro Entani, Susumu Ikeda, Koichiro Saiki

    CHEMICAL PHYSICS LETTERS 429 (1-3) 124-128 2006年9月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI: 10.1016/j.cplett.2006.08.009  

    ISSN:0009-2614

    eISSN:1873-4448

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    The effect of UV/ozone treatment of the SiO2 dielectric layer on the film morphology and the electrical performance of the pentacene thin film transistors (TFTs) was investigated. Decreased threshold voltage and improved mobility were obtained after UV/ozone treatment. The effect of UV/ozone treatment of the substrate in modifying the film growth was distinguished from its effect in modifying the An electrode by using a series of samples with different architectures. Electron spectroscopic measurement and film morphology observation indicated that the improved TFT performance was achieved mainly by the reduced contamination at the pentacene/SiO2 interface and the increased grain size. (c) 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.

  47. Sexithiophene films on cleaved KBr(100) towards well-ordered semiconducting films 国際誌 査読有り

    Zhenxing Chen, Susumu Ikeda, Koichiro Saiki

    MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING B-SOLID STATE MATERIALS FOR ADVANCED TECHNOLOGY 133 (1-3) 195-199 2006年8月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE SA

    DOI: 10.1016/j.mseb.2006.06.039  

    ISSN:0921-5107

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    The morphology and possible molecular orientation of sexithiophene thin films on cleaved KBr(l 0 0) under different epitaxial growth rate are investigated by atomic force microscopy. It is found that both the surface morphology and the molecular orientation are strongly related to the epitaxial growth rate; the controlled domains exist as flat-topped domains and grow at a three-dimensional growth mode. The maximum domain size of 30 mu m x 30 mu m flat-topped domain is obtained; the surface cracks significantly decreases with the decrease of epitaxial growth rate. (c) 2006 Elsevier B.V All rights reserved.

  48. Anisotropic polymerization of a long-chain diacetylene derivative Langmuir-Blodgett film on a step-bunched SiO2/Si surface 国際誌 査読有り

    R Onoki, K Ueno, H Nakahara, G Yoshikawa, S Ikeda, S Entani, T Miyadera, Nakai, I, H Kondoh, T Ohta, M Kiguchi, K Saiki

    LANGMUIR 22 (13) 5742-5747 2006年6月

    出版者・発行元:AMER CHEMICAL SOC

    DOI: 10.1021/la060482d  

    ISSN:0743-7463

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    Alternating facet/terrace nanostructures were fabricated on a SiO2 surface by step-bunching and thermal oxidation of a vicinal Si(111) substrate, and their influence upon the polymerization direction of a long-chain diacetylene derivative monolayer film was investigated by angle-dependent polarized near-edge X-ray absorption fine structure (NEXAFS) spectroscopy. It was found that the peak intensity of the C 1s-d* transition was stronger when the electric vector plane of the incident X-ray was parallel to the direction of the periodic facet/terrace structures rather than perpendicular to them. On the contrary, a polymer film fabricated on a flat SiO2 surface showed no in-plane anisotropy of the peak intensity. These results indicate that the diacetylene groups in the diacetylene derivative monolayer are preferentially photopolymerized in the direction not across but along the periodic one-dimensional structures on the step-bunched and thermally oxidized SiO2/Si(111) surface.

  49. In-situ measurement of molecular orientation of the pentacene ultrathin films grown on SiO2 substrates 国際誌 査読有り

    Genki Yoshikawa, Tetsuhiko Miyadera, Ryo Onoki, Keiji Ueno, Ikuyo Nakai, Shiro Entani, Susumu Ikeda, Dong Guo, Manabu Kiguchi, Hiroshi Kondoh, Toshiaki Ohta, Koichiro Saiki

    SURFACE SCIENCE 600 (12) 2518-2522 2006年6月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI: 10.1016/j.susc.2006.04.012  

    ISSN:0039-6028

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    Molecular orientations of pentacene ultrathin films grown on SiO2 substrates were studied without the influence of the atmosphere by vacuum atomic force microscopy (V-AFM) and near edge X-ray absorption fine structure (NEXAFS). The experimental processes from deposition of pentacene to characterization of films were performed under vacuum condition without exposure to the atmosphere. V-AFM and NEXAFS measurements showed that pentacene molecules tend to grow on SiO2 surface with their molecular long axes perpendicular to the substrate surfaces (standing-mode) irrespective of preparation procedure of SiO2 substrate. (c) 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.

  50. Graphoepitaxy of sexithiophene on thermally oxidized silicon surface with artificial periodic grooves 国際誌 査読有り

    Susumu Ikeda, Koichiro Saiki, Ken Tsutsui, Tomohiko Edura, Yasuo Wada, Hiroyuki Miyazoe, Kazuo Terashima, Katsuhiko Inaba, Toru Mitsunaga, Toshihiro Shimada

    APPLIED PHYSICS LETTERS 88 (25) 251905 2006年6月

    出版者・発行元:AMER INST PHYSICS

    DOI: 10.1063/1.2216375  

    ISSN:0003-6951

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    Graphoepitaxial growth of a sexithiophene (6T) thin film was achieved on a thermally oxidized silicon surface with artificial periodic grooves. The surface structure was fabricated by electron beam lithography and the thin film was grown by molecular beam deposition. A well-pronounced, in-plane oriented component ([010](6T)parallel to grooves) was identified by grazing incidence x-ray diffraction, though there also existed some randomly oriented 6T grains. Presence of the graphoepitaxial component was also confirmed by results of the orientational analysis of atomic force microscopy images. It was shown that the in-plane orientation control of organic semiconductors is possible using graphoepitaxy. (c) 2006 American Institute of Physics.

  51. Effect of annealing on the mobility and morphology of thermally activated pentacene thin film transistors 国際誌 査読有り

    D Guo, S Ikeda, K Saiki, H Miyazoe, K Terashima

    JOURNAL OF APPLIED PHYSICS 99 (9) 94502 2006年5月

    出版者・発行元:AMER INST PHYSICS

    DOI: 10.1063/1.2193055  

    ISSN:0021-8979

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    Pentacene thin film transistors (TFTs) were fabricated by the organic molecular beam deposition method. The TFTs were characterized in order to study the effect of thermal annealing on the morphology and carrier mobility of the transistors. For all the TFT samples the mobility exhibited an Arrhenius relationship with temperature, indicating a thermally activated transport that could be explained by the carrier trap and thermal release transport mechanism. Therefore, in order to investigate the annealing effect, we tested the data for a significant period of time after annealing until the temperature recovered to room temperature, so that the thermal activation effect was screened and possible effects of thermal expansion and stress were also ruled out. As a result, we found that only with a temperature below a critical temperature of approximately 45 degrees C could annealing improve the mobility, while annealing with T&gt;50 degrees C would decrease the mobility compared to the value before annealing. Atomic force microscopy observation and x-ray diffraction (XRD) data indicated that annealing caused decreased grain size and decreased XRD peak intensity for all samples. Increasing the annealing temperature to 70 degrees C caused obvious desorption because of the low van der Waals intermolecular forces in the organic film. The mobility deterioration after high temperature annealing may be ascribed to the deteriorated microstructure, while the improved mobility may result from the increased crystallinity in the bottom several layers near the substrate film interface. The results also suggested that the influence of possible structure evolution should be distinguished when investigating temperature dependent transport properties. (C) 2006 American Institute of Physics.

  52. Fabrication of an organic field-effect transistor on a mica gate dielectric 国際誌 査読有り

    Akira Matsumoto, Ryo Onoki, Keiji Ueno, Susumu Ikeda, Koichiro Saiki

    CHEMISTRY LETTERS 35 (4) 354-355 2006年4月

    出版者・発行元:CHEMICAL SOC JAPAN

    DOI: 10.1246/cl.2006.354  

    ISSN:0366-7022

    eISSN:1348-0715

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    We fabricated pentacene-based organic field-effect transistors (OFETs) using single-crystalline natural mica substrates as the gate dielectric. Substrate temperatures during the deposition of pentacene films were varied from room temperature (RT) to 90 degrees C. Epitaxial growth of the pentacene film on the mica surface was observed even at RT. The FET working characteristics on the mica gate dielectric have been observed for the first time.

  53. Growth of nanographite on Pt(111) and its edge state 国際誌 査読有り

    S Entani, S Ikeda, M Kiguchi, K Saiki, G Yoshikawa, Nakai, I, H Kondoh, T Ohta

    APPLIED PHYSICS LETTERS 88 (15) 153126 2006年4月

    出版者・発行元:AMER INST PHYSICS

    DOI: 10.1063/1.2194867  

    ISSN:0003-6951

    eISSN:1077-3118

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    The nanographite grains, the diameter of which was around 5 nm, were formed on Pt(III) by exposing the Pt(III) substrate to benzene gas at room temperature and annealing it up to 850 K. The increase of relative number of edge atoms enabled the observation of edge-derived electronic states. The measurement of ultraviolet photoelectron spectroscopy and near edge x-ray absorption fine structure on the nanographite revealed the appearance of the edge state located at the Fermi level.

  54. High resolution Cs-concentration mapping by X-ray CT: important data corrections for quantitative accuracy 国際誌 査読有り

    S. Ikeda, T. Nakano, A. Tsuchiyama, K. Uesugi, Y. Suzuki, K. Nakamura, Y. Nakashima, H. Yoshida

    Proceedings of the 8th International Conference on X-ray Microscopy, IPAP Conference Series 7 337-339 2006年

  55. Thickness dependent characteristics of a copper phthalocyanine thin-film transistor investigated by in situ FET measurement system 国際誌 査読有り

    Susumu Ikeda, Hidemitsu Yamakawa, Manabu Kiguchi, Manabu Nakayama, Koichiro Saiki, Toshihiro Shimada, Tetsuhiko Miyadera, Ken Tsutsui, Yasuo Wada

    MOLECULAR CRYSTALS AND LIQUID CRYSTALS 455 347-351 2006年

    出版者・発行元:TAYLOR & FRANCIS LTD

    DOI: 10.1080/15421400600699004  

    ISSN:1542-1406

    eISSN:1563-5287

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    The influence of active layer thickness on transport characteristics of a copper phthalocyanine thin-film transistor was investigated by using the in situ FET measurement system with the film deposition continued up to several hundred nm in thickness. The drain current and mobility showed maximum values in the early stage of film growth and then decreased with the increasing film thickness. This result suggests that the over-grown layer affects the transport characteristics of the conductive accumulation layer, for example, owing to change of the electric field in the device.

  56. Magnetic properties of ultrathin cobalt films on SiO2 substrates 国際誌 査読有り

    S Entani, M Kiguchi, S Ikeda, K Saiki

    THIN SOLID FILMS 493 (1-2) 221-225 2005年12月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE SA

    DOI: 10.1016/j.tsf.2005.07.310  

    ISSN:0040-6090

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    Thickness dependent magnetism of the ultrathin Co films grown on SiO2 substrates was studied by surface magneto-optical Kerr effect in ultrahigh vacuum. The complicated thickness dependence of magnetization, coercive force and magnetic susceptibility was discussed in relation to surface morphology. Existence of 1 monolayer (ML) dead layer originated from partial oxidation at the Co/SiO2 interface. For the thinner films (similar to 2 ML), resistance to the magnetic reversal process was large because of larger surface roughness. For thicker films, reduction of the resistance was observed because of formation of continuous and defect less films. (c) 2005 Elsevier B.V. All rights reserved.

  57. Metal-induced gap states in epitaxial organic-insulator/metal interfaces 国際誌 査読有り

    M Kiguchi, R Arita, G Yoshikawa, Y Tanida, S Ikeda, S Entani, Nakai, I, H Kondoh, T Ohta, K Saiki, H Aoki

    PHYSICAL REVIEW B 72 (7) 075446 2005年8月

    出版者・発行元:AMER PHYSICAL SOC

    DOI: 10.1103/PhysRevB.72.075446  

    ISSN:1098-0121

    eISSN:1550-235X

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    We have shown, both experimentally and theoretically, that the metal-induced gap states (MIGS) can exist in epitaxially grown organic insulator/metal interfaces. The experiment is done for alkane/Cu(001) with an element-selective near edge x-ray absorption fine structure (NEXAFS), which exhibits a prepeak indicative of MIGS. An ab initio electronic structure calculation supports the existence of the MIGS. When the Cu substrate is replaced with Ni, an interface magnetism may be possible with a carrier doping.

  58. Electronic properties of metal-induced gap states formed at alkali-halide/metal interfaces 国際誌 査読有り

    M Kiguchi, G Yoshikawa, S Ikeda, K Saiki

    PHYSICAL REVIEW B 71 (15) 153401 2005年4月

    出版者・発行元:AMERICAN PHYSICAL SOC

    DOI: 10.1103/PhysRevB.71.153401  

    ISSN:1098-0121

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    The spatial distribution and site distribution of metal-induced gap states (MIGS) are studied by thickness-dependent near-edge x-ray absorption fine structure (NEXAFS) and by comparing the cation and anion-edge NEXAFS. The thickness-dependent NEXAFS shows that the decay length of MIGS depends on an alkali-halide rather than a metal, and it is larger for alkali-halides with smaller band gap energies. By comparing the Cl-edge and K-edge NEXAFS for KCl/Cu(001), MIGS are found to be states localizing at anion sites.

  59. Quantitative evaluation of attenuation contrast of X-ray computed tomography images using monochromatized beams 国際誌 査読有り

    A Tsuchiyama, K Uesugi, T Nakano, S Ikeda

    AMERICAN MINERALOGIST 90 (1) 132-142 2005年1月

    出版者・発行元:MINERALOGICAL SOC AMER

    DOI: 10.2138/am.2005.1552  

    ISSN:0003-004X

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    A quantitative relation between the linear attenuation coefficient (LAC) obtained by Synchrotron Radiation X-ray computed tomography (observed LAC) and the theoretically calculated LAC (theoretical LAC) of standard materials (minerals and metals) has been obtained for an X-ray microtomographic system at BL20B2 of SPring-8, Japan. This system, called SP-muCT, uses highly monochromatized and well-collimated X-ray beams produced by a synchrotron radiation source. Three-dimensional images were obtained for samples 0.4-4 mm in size at X-ray energies of 15-35 keV with a voxel size of 5.83 x 5.83 x 5.83 mum(3). A histogram of the observed LAC for each sample was well-fitted by a Gaussian curve except for heavy metals whose X-ray transmittance was insufficient. The contrast resolution of CT images is best (within 5% of the LAC value) at LACs of about 10-30 cm(-1). A garnet schist was imaged with SP-muCT to verify the observed-theoretical LAC relation for minerals contained in a rock sample. The result was consistent with the relation obtained for the standards. The CT and back-scattered electron images of the rock sample were compared. The present results put restrictions on discrimination of mineral phases and estimation of chemical compositions (e.g., Mg/Fe ratio) of certain minerals forming solid solutions based on CT values. The present quantitative relationship between observed and theoretical LACs enables us to obtain an absolute elemental concentration map by imaging just above and below the X-ray absorption edge energy of the element (subtraction method).

  60. Three-dimensional diffusion of non-sorbing species in porous sandstone: computer simulation based on X-ray microtomography using synchrotron 国際誌 査読有り

    Y Nakashima, T Nakano, K Nakamura, K Uesugi, A Tsuchiyama, S Ikeda

    JOURNAL OF CONTAMINANT HYDROLOGY 74 (1-4) 253-264 2004年10月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI: 10.1016/j.jconhyd.2004.03.002  

    ISSN:0169-7722

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    The diffusion pathways of porous sandstone were examined by a three-dimensional (3-D) imaging technique based on X-ray computed tomography (CT) using the SPring-8 (Super Photon ring-8 GeV, Hyogo, Japan) synchrotron radiation facility. The analysis was undertaken to develop better understanding of the diffusion pathways in natural rock as a key factor in clarifying the detailed mechanism of the diffusion of radionuclides and water molecules through the pore spaces of natural barriers in underground nuclear waste disposal facilities. A cylindrical sample (diameter 4 mm, length 6 mm) of sandstone (porosity 0.14) was imaged to obtain a 3-D image set of 4503 voxels = 2.62(3) mm(3). Through cluster-labeling analysis of the 3-D image set, it was revealed that 89% of the pore space forms a single large pore-cluster responsible for macroscopic diffusive transport, while only 11% of the pore space is made up of isolated pores that are not involved in long-range diffusive transport. Computer simulations of the 3-D diffusion of non-sorbing random walkers in the largest pore cluster were performed to calculate the surface-to-volume ratio of the pore, tortuosity (diffusion coefficient in free space divided by that in porous rock). The results showed that (i) the simulated surface-to-volume ratio is about 60% of the results obtained by conventional pulsed-field-gradient proton nuclear magnetic resonance (NMR) laboratory experiments and (ii) the simulated tortuosity is five to seven times larger than the results of laboratory diffusion experiments using non-sorbing I(-) and Br(-). These discrepancies are probably attributed to the intrinsic sample heterogeneity and limited spatial resolution of the CT system. The permeability was also estimated based on the NMR diffusometry theory using the results of the random walk simulations via the Kozeny-Carman equation. The estimated permeability involved an error of about 20% compared with the permeability measured by the conventional method, suggesting that the diffusometry-based NMR well logging with gradient coils is applicable to the in-situ permeability measurement of strata. The present study demonstrated that X-ray CT using synchrotron radiation is a powerful tool for obtaining 3-D pore structure images without the beam-hardening artifacts inevitable in conventional CT using X-ray tubes. (C) 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.

  61. Metal induced gap states at alkali halide/metal interface 国際誌 査読有り

    M Kiguchi, G Yoshikawa, S Ikeda, K Saiki

    APPLIED SURFACE SCIENCE 237 (1-4) 494-497 2004年10月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI: 10.1016/j.apsusc.2004.06.127  

    ISSN:0169-4332

    eISSN:1873-5584

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    The electronic state of a KCl/Cu(0 0 1) interface was investigated using the Cl K-edge near-edge X-ray absorption fine structure (NEXAFS). A pre-peak observed on the bulk edge onset of thin KCl films has a similar feature to the peak at a LiCl/Cu(0 0 1) interface, which originates from the metal induced gap state (MIGS). The present result indicates that the MIGS is formed universally at alkali halide/metal interfaces. The decay length of MIGS to an insulator differs from each other, mainly due to the difference in the band gap energy of alkali halide. (C) 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.

  62. Molecular orientation control of sexithienyl thin film on Cu substrates 国際誌 査読有り

    M Kiguchi, G Yoshikawa, S Ikeda, K Saiki

    SURFACE SCIENCE 566 603-607 2004年9月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI: 10.1016/j.susc.2004.05.131  

    ISSN:0039-6028

    eISSN:1879-2758

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    We have studied atomic structures of alpha-sexithienyl (6T) films grown on Cu(110) by reflection high energy electron diffraction (RHEED), and near edge X-ray absorption fine structure (NEXAFS). A one-dimensional (ID) ordered structure of 6T could be fabricated by deposition at 300 K and subsequent annealing at 360 K. The 6T molecules adsorbed with their molecular long axes parallel to the Cu[001] direction. The mechanism of the 1 D structure formation is discussed by the lattice model and the charge density waves. (C) 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.

  63. Nondestructive three-dimensional element-concentration mapping of a Cs-doped partially molten granite by X-ray computed tomography using synchrotron radiation 国際誌 査読有り

    S. Ikeda, T. Nakano, A. Tsuchiyama, K. Uesugi, Y. Suzuki, K. Nakamura, Y. Nakashima, H. Yoshida

    American Mineralogist 89 1304-1313 2004年9月

    DOI: 10.2138/am-2004-8-919  

  64. Molecular orientations and adsorption structures of alpha-sexithienyl thin films grown on Ag(110) and Ag(111) surfaces 国際誌 査読有り

    G Yoshikawa, M Kiguchi, S Ikeda, K Saiki

    SURFACE SCIENCE 559 (2-3) 77-84 2004年6月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI: 10.1016/j.susc.2004.04.045  

    ISSN:0039-6028

    eISSN:1879-2758

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    Molecular orientations and adsorption structures of alpha-sexithienyl (6T) thin films grown on Ag(110) and Ag(111) surfaces were studied by near edge X-ray absorption fine structure (NEXAFS) and reflection high energy electron diffraction (RHEED). The out-of-plane (perpendicular to the surface) and in-plane (parallel to the surface) orientations of the 6T molecules were determined by analyzing the polarization dependence of S 1s to pi* or sigma* resonance intensity. 6T molecules grew on Ag(110) and Ag(111) with their molecular planes parallel to the substrate surface irrespective of film thickness. On Ag(110), a novel pseudo-one-dimensional structure of 6T molecules oriented toward [001] direction could be observed. The models for adsorption structures of 6T on Ag(110) and Ag(111) are proposed by taking account of the lattice commensurability. (C) 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.

  65. Valence-band interorbital interaction at the Al-Sn interface observed by ultraviolet photoemission spectroscopy: implication for phase relations in metallic binary systems 国際誌 査読有り

    S Ikeda, M Kiguchi, K Saiki

    PHILOSOPHICAL MAGAZINE 84 (17) 1671-1682 2004年6月

    出版者・発行元:TAYLOR & FRANCIS LTD

    DOI: 10.1080/14786430310001659499  

    ISSN:1478-6443

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    The valence-band interaction at the polycrystalline Al-Sn interface was investigated by ultraviolet photoemission spectroscopy. Al thin films were deposited on the Sn polycrystalline thick film by the vacuum evaporation technique. Only at small thicknesses of the Al film (less than 1.0 nm), two decreased and two increased regions of intensity were recognized in ultraviolet photoemission spectra. This phenomenon was explained by assuming that valence-band interorbital interaction between Al and Sn formed bonding and antibonding orbitals (bands) below the Fermi level. The interorbital interaction was first observed in s, p metal systems, although it has been reported in d-metal systems such as Au-Ru and Cu-Ru. The three systems, Al-Sn, Au-Ru and Cu-Ru, have a common nature in the thermodynamic phase relation; that is, they do not easily form a solid solution but form a mixture of two solid phases at room temperature. These experimental data suggest the hypothesis that the repulsive interaction between two elements in eutectic binary systems comes from such interorbital interaction.

  66. Epitaxial growth and domain coalescence of sexithiophene induced by the steps on cleaved KBr(001) 国際誌 査読有り

    S Ikeda, M Kiguchi, Y Yoshida, K Yase, T Mitsunaga, K Inaba, K Saiki

    JOURNAL OF CRYSTAL GROWTH 265 (1-2) 296-301 2004年4月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI: 10.1016/j.jcrysgro.2004.01.054  

    ISSN:0022-0248

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    Epitaxial growth of sexithiophene (6 T) thin films was achieved on KBr (001) under the optimum condition. Atomic force microscopy revealed that the initially formed in-plane orientation was caused by adsorption of 6 T molecules to the native steps on K Br and it helped formation of single-crystalline domains larger than 30 x 30 mum(2). The use of substrate steps as an epitaxial template shows the possibility to create high quality 6 T films with potentially large carrier mobility. (C) 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.

  67. Experimental study of the textural development of igneous rocks in the late stage of crystallization: the importance of interfacial energies under non-equilibrium conditions 国際誌 査読有り

    S Ikeda, M Toriumi, H Yoshida, Shimizu, I

    CONTRIBUTIONS TO MINERALOGY AND PETROLOGY 142 (4) 397-415 2002年1月

    出版者・発行元:SPRINGER

    DOI: 10.1007/s004100100300  

    ISSN:0010-7999

    eISSN:1432-0967

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    Textural development of igneous rocks in the late stage of crystallization was experimentally studied using the diopside-anorthite and diopside-forsterite-anorthite systems. Isothermal, cooling, and heating experiments were performed within the temperature range in which the melt fraction was low (less than 25 vol%). Dihedral angles at solid-melt-solid triple junctions were measured as the indicator of the interfacial energy ratio (solid-melt interfacial energy/solid-solid grain boundary energy). In isothermal experiments, the dihedral angle (i.e. interfacial energy ratio) was large at low temperatures and small at high temperatures. The dihedral angle increased during cooling and decreased during heating compared to the equilibrium value. In cooling, crystal clustering and melt segregation were observed when the dihedral angle increased. The observed clustering threshold (dihedral anglesimilar to58degrees) in cooling experiments almost corresponded to the theoretical threshold (60degrees) which causes crystal clustering and melt segregation to minimize total interfacial energy under equilibrium conditions. These experimental results suggest that the change of dihedral angle under non-equilibrium conditions is a substantial phenomenon depending on the actual change of the interfacial energy ratio. Many kinds of clustering textures are observed in natural igneous rocks. Glomeroporphyritic texture in volcanic rock and clustering texture in granite were observed as examples of clustering textures in natural igneous rocks. Owing to the analogy between the natural clustering textures and experimental textures. a textural diversification process depending on interfacial energies is suggested.

  68. Three-dimensional study on the interconnection and shape of crystals in a graphic granite by X-ray CT and image analysis 国際誌 査読有り

    S Ikeda, T Nakano, Y Nakashima

    MINERALOGICAL MAGAZINE 64 (5) 945-959 2000年10月

    出版者・発行元:MINERALOGICAL SOCIETY

    DOI: 10.1180/002646100549760  

    ISSN:0026-461X

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    The technique of investigating 3-dimensional interconnections and the shapes of crystals in a rock by X-ray computerized tomography (CT) and image analysis was developed using a graphic granite specimen as an example. Fifty 2-dimensional tomographic images (slices) of the graphic granite were obtained 'non-destructively' using a medical X-ray CT scanner. Since a CT value of the specimen was decreased with increasing cross-sectional sample area by the effect of beam-hardening, the CT value was corrected using the area of each slice. Binary images of the slices were made comparing one of them with a thin-section of the slice. Using the binary images, connection analysis of quartz rods in the graphic granite specimen was performed on the basis of percolation theory (cluster labelling). This analysis showed that at least 89.9% of the quartz rods were connected in three dimensions. Furthermore, the 3-dimensional shape of the quartz rods was analysed using the 2-point correlation function calculated from the binary images. The average shape of the quartz rods was obtained by fitting an ellipsoid to the high-value region of the 2-point correlation function. The elongation axis of the ellipsoid agreed well with the crystallographic c-axes of the quartz rods.

  69. Rolling experiment with partially molten rocks: a new apparatus and some experiments on the kinetics of material transport, dissolution and crystal growth 国際誌 査読有り

    S. Ikeda, S. Nakashima

    European Journal of Mineralogy 11 441-453 1999年6月

    DOI: 10.1127/ejm/11/3/0441  

  70. Structure change in strontium oxide-doped dicalcium silicates 国際誌 査読有り

    K Fukuda, Maki, I, S Ito, S Ikeda

    JOURNAL OF THE AMERICAN CERAMIC SOCIETY 79 (10) 2577-2581 1996年10月

    出版者・発行元:AMER CERAMIC SOC

    DOI: 10.1111/j.1151-2916.1996.tb09018.x  

    ISSN:0002-7820

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    A series of strontium-bearing dicalcium silicate (Ca2SiO4) solid solutions (C2S(ss)), (SrxCa1-x)(2)SiO4 with 0.02 less than or equal to x less than or equal to 0.10, was prepared and examined by powder X-ray diffractometry. These crystals, heated in the stable temperature region of the alpha phase and then quenched in water, mere composed of the beta phase, with x less than or equal to 0.08, and like alpha'(L) and beta phases, with x = 0.10, With increasing x, the unit-cell axes of the beta phase expanded and the beta angle became small with eventual increase in the unit-cell volume. The Rietveld analysis of the beta-C2S(ss) with x = 0.08 showed that the Sr2+ ions preferentially occupied the seven-coordinated site rather than the eight-coordinated site, This site preference, which was originally established in the parent alpha-phase structure, seemed to cause the systematic change in the cell dimensions.

  71. フェライト相のX線回折パターン分解によるクリンカー冷却速度の判定と強度発現性との相関性 査読有り

    市川牧彦, 池田 進, 小向雄人

    セメント・コンクリート論文集 49 8-13 1995年

  72. EFFECT OF COOLING RATE AND NA2O CONTENT ON THE CHARACTER OF THE INTERSTITIAL MATERIALS IN PORTLAND-CEMENT CLINKER 国際誌 査読有り

    M ICHIKAWA, S IKEDA, Y KOMUKAI

    CEMENT AND CONCRETE RESEARCH 24 (6) 1092-1096 1994年

    出版者・発行元:PERGAMON-ELSEVIER SCIENCE LTD

    DOI: 10.1016/0008-8846(94)90033-7  

    ISSN:0008-8846

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    Both the chemical and phase compositions of the crystalline interstitial phases in clinker vary significantly depending on the cooling rate and Na2O content of clinker. In slowly cooled clinker the calcium alumino-ferrite phase is definitely lower in amount and Al2O3/Fe2O3 ratio than in rapidly cooled clinker. The coexistence of Na2O encourages this change. With slow cooling, SiO2 and MgO in the ferrite phase decrease in content with an increase in the ratio of SiO2 to MgO due to the precipitation of periclase. In the calcium aluminate phase MgO decreases as well; but SiO2, in the coexistence with Na2O, remains high even on slow cooling because of the coupled ion exchange Ca2+ + Al3+ reversible Na+ + Si4+, which causes the crystal system to change from cubic to orthorhombic.

  73. エーライトのM3, M1相比率の測定手法と強度発現性に及ぼす影響 査読有り

    市川牧彦, 池田 進, 小向雄人

    セメント・コンクリート論文集 48 76-81 1994年

  74. MICROTEXTURES FORMED BY THE REMELTING REACTION IN BELITE CRYSTALS 国際誌 査読有り

    K FUKUDA, MAKI, I, S IKEDA, S ITO

    JOURNAL OF THE AMERICAN CERAMIC SOCIETY 76 (11) 2942-2944 1993年11月

    出版者・発行元:AMER CERAMIC SOC

    DOI: 10.1111/j.1151-2916.1993.tb04046.x  

    ISSN:0002-7820

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    When they are cooled below the stable temperature region of the alpha phase, crystals of belite (Ca2SiO4 solid solutions) inverted to the alpha(H)' phase without a change in chemical composition and gave six sets of lamellae within the crystals. After this transition remelting reaction occurred within the inverted alpha(H)'-phase grains, the liquid phase became nucleated and grew heterogeneously on the lamellae boundaries, resulting in a decrease in impurity concentration in the host alpha(H)' phase. When the exsolved liquid wetted the lamellae, complete dissolution of the parent crystals occurred during slow cooling. A variety of microtextures resulted, depending on both quenching temperature and cooling rate.

  75. The system diopside-acmite-nepheline at low oxygen fugacity 国際誌 査読有り

    K. Onuma, S. Ikeda, E. Ohtani, T. Kato

    Journal of Mineralogy, Petrology and Economic Geology (岩鉱) 87 (4) 123-126 1992年4月

    出版者・発行元:Japan Association of Mineralogical Sciences

    DOI: 10.2465/ganko.87.123  

    ISSN:0914-9783

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    ディオプサイド (CaMgSi<sub>2</sub>O<sub>6</sub>)-アクマイト (NaFeSi<sub>2</sub>O<sub>6</sub>) 系に20 wt% のネフェリン組成 (NaAlSiO<sub>4</sub>) を加え、酸素フィガシテイ10<sup>-12</sup>気圧における相関係を決定した。ウスタイトと単斜輝石が初晶として出現し、液相線は1,160°C, Di<sub>24</sub>Ac<sub>56</sub>Ne<sub>20</sub> の点で交差する。 CaMgSi<sub>2</sub>O<sub>5</sub>に富む部分では相関係は複雑になり、単斜輝石の次にカンラン石が晶出するが、 1,100°C以下では液と反応して消滅する。また、 1,200°C以下ではメリライト、 1,150°C以下ではネフェリンが出現しカンラン石や単斜輝石と共存する。

  76. エーライトの微細組織に及ぼす焼成条件ならびに少量成分の影響 国際誌 査読有り

    池田 進, 市川牧彦

    セメント・コンクリート論文集 46 (46) 56-61 1992年

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MISC 11

  1. グラフォエピタキシーによる有機分子の配向制御

    池田 進

    電気学会誌 136 (2) 74-77 2016年2月1日

    出版者・発行元:電気学会

    DOI: 10.1541/ieejjournal.136.74  

    ISSN:1340-5551

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    1.はじめに 有機半導体の移動度向上に向けて 固体物理学や無機半導体の分野において,電子や正孔の移動度といえば普通,物質固有の値であって,それを「向上」させると書くと奇異に思えるかもしれない。有機エレクトロニクスの分野においても,四端子法やTime-of-Flight (TOF) 法によって物質固有の移動度を評価するこ

  2. 有機半導体のグラフォエピタキシーとキャリア輸送

    池田 進

    表面科学 35 (4) 196-201 2014年4月22日

    出版者・発行元:日本表面科学会

    DOI: 10.1380/jsssj.35.196  

    ISSN:0388-5321

  3. グラフォエピタキシーを利用した有機半導体薄膜の配向制御

    池田 進, 斉木幸一朗, 和田恭雄

    NanotechJapan Bulletin 3 (3) 2010年5月26日

  4. 有機半導体のグラフォエピタキシー

    池田 進, 和田恭雄, 稲葉克彦, 寺嶋和夫, 島田敏宏, 斉木幸一朗

    日本結晶成長学会誌 35 (4) 243-248 2008年

    DOI: 10.19009/jjacg.35.4_243  

  5. ペンタセン薄膜の光電子分光 -有機半導体の伝導機構解明に向けて-

    池田 進

    分光研究 56 (2) 68-70 2007年3月

    出版者・発行元:The Spectroscopical Society of Japan

    DOI: 10.5111/bunkou.56.68  

    ISSN:0038-7002

  6. アモルファス基板上における有機薄膜の面内配向制御:電界効果トランジスタへの応用に向けて

    池田 進, 和田恭雄, 島田敏宏, 斉木幸一朗

    真空 50 (12) 729-734 2007年

    出版者・発行元:Vacuum Society of Japan

    DOI: 10.3131/jvsj.50.729  

    ISSN:0559-8516

  7. 紫外光電子分光法(UPS)を用いた界面の研究

    池田 進, 斉木幸一朗

    岩石鉱物科学 33 (4) 163-171 2004年

    DOI: 10.2465/gkk.33.163  

    ISSN:1349-7979 1345-630X

  8. X線CTによる岩石内部構造の観察・解析法

    中野 司, 中島善人, 中村光一, 池田 進

    地質学雑誌 106 (5) 363-378 2000年5月

    出版者・発行元:日本地質学会

    DOI: 10.5575/geosoc.106.363  

    ISSN:0016-7630

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    X線CT(Computerized Tomography)はサンプル物質のX線線吸収係数(LAC)の空間分布を示す画像(CT画像)を再構成する手法で, 岩石の精密な3次元内部構造の非破壊観察・解析に利用できる.LACは物質の密度・状態・化学組成とX線のエネルギーで決まる物性定数で, 医療用X線CTスキャナで使われるエネルギーレベルのX線では特に化学組成依存性が高い.CT画像の再構成にはフィルタ補正逆投影法(FBP法)もしくは畳み込み逆投影法(CBP法)が用いられ, 再構成フィルタの選択により観察対象の組織を強調表示できる.白色X線で撮影したCT画像には光線硬化と呼ばれる偽像が生じるが, サンプル周囲に緩衝材をつめたり, 撮影に用いたX線のスペクトルとサンプルの密度・化学組成のデータを使った補正によりその影響を軽減できる.X線CTによる岩石内部構造の観察・解析ではその原理や手法を十分に理解して処理を行う必要がある.

  9. 岩石組織の画像解析 : その自動化における現状と問題点

    池田 進, 中嶋 悟, 土山 明

    鉱物学雜誌 = Journal of the Mineralogical Society of Japan 26 (4) 185-196 1997年11月1日

    出版者・発行元:日本鉱物学会

    DOI: 10.2465/gkk1952.26.185  

    ISSN:0454-1146

  10. 岩石の可視画像の解析

    池田 進, 佐伯和人, 田野雄一

    月刊地球 18 (4) 217-223 1996年4月

  11. アルカリ・シリカ反応のメカニズムおよびCa(OH)2の役割

    池田 進

    化学と工業 45 (7) 1304-1305 1992年7月

    ISSN:0022-7684

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書籍等出版物 1

  1. A New Direction in Mathematics for Materials Science (SpringerBriefs in the Mathematics of Materials vol.1)

    Susumu Ikeda, Motoko Kotani

    Springer 2015年12月

    DOI: 10.1007/978-4-431-55864-4  

    ISBN: 9784431558620

講演・口頭発表等 72

  1. 有機半導体蒸着過程の分子動力学シミュレーション 招待有り

    池田 進

    電気学会 グリーン社会に向けた有機・バイオ技術と関連シミュレーションに関する調査専門委員会 第1回講演会(日本表面真空学会共催) 2023年7月24日

  2. 基板表面に寝て吸着したペンタセン分子が立ち上がる配向変化の分子動力学シミュレーションによる再現

    池田 進

    2022年(令和4年)第83回応用物理学会秋季学術講演会 2022年9月20日

  3. 分子動力学シミュレーションで見たペンタセン臨界核の挙動

    池田 進

    2020年(令和2年)第81回応用物理学会秋季学術講演会(オンライン) 2020年9月11日

  4. 分子動力学シミュレーションを用いたペンタセンの臨界核に関する考察

    池田 進

    2020年(令和2年)第67回応用物理学会春季学術講演会(新型コロナウイルスの影響で講演会は中止になったが、発表は成立とされている) 2020年3月12日

  5. Molecular Dynamics Simulations of Organic Semiconductor Thin Film Growth 国際会議

    池田 進

    13th Japan-France Workshop on Nanomaterials / 4th WPI-Workshop on Materials Science (NanoMat2019) (Paris, France) 2019年6月3日

  6. Molecular dynamics simulations of organic semiconductor thin film growth: stability of nuclei and their growth 国際会議

    池田 進

    E-MRS 2019 Spring Meeting (Nice, France) 2019年5月28日

  7. 有機半導体薄膜成長の分子動力学シミュレーション - 立った分子からなる核の安定性と成長 -

    池田 進

    2019年(平成31年)第66回応用物理学会春季学術講演会(東京都目黒区・東京工業大学 大岡山キャンパス) 2019年3月11日

  8. Artificial epitaxial growth of organic semiconductor thin films on amorphous SiO2 substrates by graphoepitaxy 国際会議

    Susumu Ikeda

    E-MRS 2018 Spring Meeting (Strasbourg, France) 2018年6月19日

  9. 有機グラフォエピタキシーの分子動力学シミュレーション 5(最終) - 溝の影響に関する総括と有機薄膜成長一般論への応用に向けた展望 -

    池田 進

    2018年(平成30年)第65回応用物理学会春季学術講演会(東京都新宿区・早稲田大学 西早稲田キャンパス) 2018年3月18日

  10. Molecular dynamics simulations of graphoepitaxy of organic semiconductors - Molecular-scale mechanisms of organic graphoepitaxy - 国際会議

    Susumu Ikeda

    9th International Conference on Molecular Electronics and Bioelectronics (M&BE9) (Kanazawa, Ishikawa, Japan) 2017年6月26日

  11. Materials inspired by mathematics 国際会議 招待有り

    Susumu Ikeda

    STAM Prestige Lectures 2017, STAM Reception at 2017 E-MRS Spring Meeting (Palais de la Musique et des Congrès, Strasbourg, France) 2017年5月25日

  12. Molecular dynamics simulations of graphoepitaxy of organic semiconductors, sexithiophene and pentacene 国際会議

    Susumu Ikeda

    E-MRS 2017 Spring Meeting (Strasbourg, France) 2017年5月22日

  13. Molecular dynamics simulations of graphoepitaxy of organic semiconductors 国際会議

    Susumu Ikeda

    NanoMat2017 (the joint meeting comprising the 12th Japan-France Workshop on Nanomaterials and 3rd WPI Workshop on Materials Science) (I2CNER, Kyushu University, Fukuoka, Japan) 2017年4月18日

  14. 有機グラフォエピタキシーの分子動力学シミュレーション 4 - ペンタセン分子堆積過程のシミュレーション -

    池田 進

    2017年(平成29年)第64回応用物理学会春季学術講演会(横浜市西区・パシフィコ横浜) 2017年3月14日

  15. 有機グラフォエピタキシーの分子動力学シミュレーション 3 - 分子堆積過程のシミュレーション -

    池田 進

    2016年(平成28年)第77回応用物理学会秋季学術講演会(新潟市中央区・朱鷺メッセ) 2016年9月16日

  16. Graphoepitaxy of organic semiconductor thin films - experiments and simulations - 国際会議

    Susumu Ikeda

    23rd International Symposium on Metastable, Amorphous and Nanostructured Materials (ISMANAM 2016) (Nara Kasugano International Forum, Nara, Japan) 2016年7月4日

  17. 有機グラフォエピタキシーの分子動力学シミュレーション 2 - 面内方位の変化を引き起こすメカニズム -

    池田 進

    2016年(平成28年)第63回応用物理学会春季学術講演会(東京都目黒区・東京工業大学) 2016年3月19日

  18. 有機グラフォエピタキシーの分子動力学シミュレーション 1 - 系のモデル化と予察的計算結果 -

    池田 進

    2015年(平成27年)第76回応用物理学会秋季学術講演会(名古屋市熱田区・名古屋国際会議場) 2015年9月14日

  19. Nanoscale orientation control of organic semiconductor thin films on amorphous substrates by graphoepitaxy 国際会議

    Susumu Ikeda

    11th Japan-France Workshop on Nanomaterials / 2nd WPI-Workshop on Materials Science (Campus de Beaulieu, University of Rennes 1, Rennes, France) 2015年5月28日

  20. Graphoepitaxy of organic semiconductors and its application to electronic devices 国際会議

    Susumu Ikeda

    Frontiers in Quantum Materials and Devices & Tohoku / Harvard Workshop (Harvard University, U.S.A.) 2015年5月21日

  21. In-plane orientation control of organic semiconductor thin films by graphoepitaxy 国際会議

    Susumu Ikeda

    E-MRS 2016 Spring Meeting (Lille Grand Palais, Lille, France) 2015年5月3日

  22. “数学と材料科学” 異分野融合の中でも極めてチャレンジングなこのコラボの魅力 招待有り

    池田 進

    第14回ゴムの力学研究分科会 2013年5月10日

  23. Explorations of Effective Factors for Optimizing Light-Emitting Organic Field-Effect Transistors 国際会議

    Susumu Ikeda, Kanagasekaran Thangavel, Ryotaro Kumashiro, Takuto Inoue, Hui Shang, Dairi Hirota, Hidekazu Shimotani, Katsumi Tanigaki

    Materials Research Society (MRS) 2011 Fall Meeting (Hynes Convention Center, Boston, U.S.A.) 2011年11月30日

  24. グラフォエピタキシーを利用した有機半導体薄膜の配向制御 招待有り

    池田 進

    文部科学省先端研究施設共用イノベーション創出事業ナノテクノロジー・ネットワーク平成23年度成果報告会(東工大蔵前会館) 2011年11月8日

  25. Ambipolar behavior and light emission of organic field effect transistors 国際会議 招待有り

    Susumu Ikeda, Yan Wang, Ryotaro Kumashiro, Katsumi Tanigaki, Yuguang Ma

    2010 China-Japan Joint Symposium on Functional Supramolecular Architecture (Symposium Center of Jilin University, Changchun, China) 2010年7月25日

  26. 電極エッジに起因する有機半導体薄膜の面内配向成長とFETへの応用

    池田 進, 和田恭雄, 斉木幸一朗

    日本物理学会 第65回年次大会(岡山市・岡山大学) 2010年3月22日

  27. Oriented Growth of Sexithiophene Induced by Edge of Metal Electrodes 国際会議

    Susumu Ikeda, Yasuo Wada, Koichiro Saiki

    2009 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM 2009) (Sendai International Hotel, Sendai, Japan) 2009年10月9日

  28. 有機半導体分子のグラフォエピタキシー

    池田 進, 和田恭雄, 斉木幸一朗

    日本鉱物科学会 2009年年会(札幌市北区・北海道大学学術交流会館) 2009年9月9日

  29. X線CTによる部分溶融構造の3次元観察

    池田 進, 中野 司, 中村光一, 中島善人, 土’山 明, 上杉健太朗, 鈴木芳生, 吉田英人

    日本鉱物科学会 2009年年会(札幌市北区・北海道大学学術交流会館) 2009年9月9日

  30. 物質・材料科学における分野融合と新領域の探索 招待有り

    池田 進

    平成20年度 東北大学国際高等融合領域研究所セミナー「独創する若手研究者の融合-表面・界面が創成する融合科学-」(東北大学・片平さくらホール) 2009年1月15日

  31. Graphoepitaxy of organic semiconductor: a new approach for obtaining oriented thin films applicable to organic devices 国際会議 招待有り

    Susumu Ikeda

    Workshop on Electrical and Electronic Properties in Crystalline Thin Films of Small Molecules (Venture Business Laboratory, Chiba University, Japan) 2008年12月19日

  32. Oriented Film Growth of Organic Semiconductor Sexithiophene on Thermally Oxidized Silicon Substrates with Nanoscale Artificial Periodic Grooves 国際会議

    Susumu Ikeda, Yasuo Wada, Katsuhiko Inaba, Kazuo Terashima, Toshihiro Shimada, Koichiro Saiki

    Materials Research Society (MRS) 2007 Fall Meeting (Hynes Convention Center, Boston, U.S.A.) 2007年11月29日

  33. グラフォエピタキシーによって面内配向制御した有機FETの特性評価

    池田 進, 和田恭雄, 島田敏宏, 斉木幸一朗

    日本物理学会 第62回年次年大会(札幌市北区・北海道大学札幌キャンパス) 2007年9月21日

  34. 有機グラフォエピタキシーにおける薄膜成長の初期過程

    池田 進, 和田恭雄, 島田敏宏, 斉木幸一朗

    2007年(平成19年)秋季 第68回応用物理学会学術講演会(札幌市手稲区・北海道工業大学) 2007年9月7日

  35. ナノ周期構造を用いた分子の配向制御 招待有り

    池田 進, 島田敏宏, 上野啓司, 和田恭雄, 斉木幸一朗

    2007年春季 第54回応用物理学関係連合講演会(神奈川県相模原市・青山学院大学相模原キャンパス) 2007年3月28日

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    シンポジウム43.1 日本学術振興会第161委員会企画「有機半導体薄膜結晶化の現状:エピタキシャル成長機構と結晶品質」

  36. グラフォエピタキシーによる有機半導体薄膜の配向制御とFETへの応用

    池田 進, 和田恭雄, 稲葉克彦, 伊藤義泰, 寺嶋和夫, 島田敏宏, 斉木幸一朗

    日本物理学会2007年春季大会(鹿児島県鹿児島市・鹿児島大学郡元キャンパス) 2007年3月21日

  37. Graphoepitaxy of sexithiophene - Influence of surface modification on molecular orientation - 国際会議

    Susumu Ikeda, Yasuo Wada, Katsuhiko Inaba, Yoshiyasu Ito, Kazuo Terashima, Toshihiro Shimada, Koichiro Saiki

    The Fourth International Conference on Molecular Electronics and Bioelectronics (M&BE4) (Takeda Hall, Hongo, Tokyo, Japan) 2007年3月14日

  38. 有機グラフォエピタキシーの基板依存性から見たその成長機構

    池田 進, 筒井 謙, 江面知彦, 稲葉克彦, 伊藤義泰, 寺嶋和夫, 島田敏宏, 和田恭雄, 斉木幸一朗

    日本物理学会 2006年秋季大会(千葉市稲毛区・千葉大学西千葉キャンパス) 2006年9月25日

  39. 有機グラフォエピタキシーに及ぼす基板周期構造のピッチの影響

    池田 進, 筒井 謙, 江面知彦, 稲葉克彦, 伊藤義泰, 寺嶋和夫, 島田敏宏, 和田恭雄, 斉木幸一朗

    2006年(平成18年)秋季 第67回応用物理学会学術講演会(滋賀県草津市・立命館大学びわこ・くさつキャンパス) 2006年8月30日

  40. Visualization of charge injection in an organic thin-film transistor using Kelvin probe force microscopy 国際会議

    Susumu Ikeda, Toshihiro Shimada, Manabu Kiguchi, Koichiro Saiki

    Materials Research Society (MRS) 2006 Spring Meeting (San Francisco, U.S.A.) 2006年4月21日

  41. 人工周期構造を持つ熱酸化シリコン基板上におけるsexithiophene の面内選択配向成長

    池田 進, 筒井 謙, 江面知彦, 宮副裕之, 寺嶋和夫, 島田敏宏, 和田恭雄, 斉木幸一朗

    日本物理学会 第61回年次大会(愛媛県松山市・愛媛大学・松山大学) 2006年3月28日

  42. 微細加工を施した熱酸化シリコン基板上におけるsexithiophene のグラフォエピタキシー

    池田 進, 筒井 謙, 江面知彦, 宮副裕之, 寺嶋和夫, 島田敏宏, 稲葉克彦, 光永 徹, 和田恭雄, 斉木幸一朗

    2006年(平成18年)春季 第53回応用物理学関係連合講演会(東京都世田谷区・武蔵工業大学) 2006年3月22日

  43. 有機薄膜トランジスタの膜厚依存性と電界効果電荷注入

    池田 進, 山川秀充, 島田敏宏, 筒井 謙, 和田恭雄, 斉木幸一朗

    日本物理学会 2005年秋季大会(京都府京田辺市・同志社大学京田辺キャンパス) 2005年9月21日

  44. 有機薄膜トランジスタのin situ膜厚依存性測定:高膜厚における挙動

    池田 進, 山川秀充, 島田敏宏, 筒井 謙, 和田恭雄, 斉木幸一朗

    秋季 第66回応用物理学会学術講演会(徳島県徳島市・徳島大学常三島キャンパス) 2005年9月9日

  45. Thickness Dependence of Charge Injection Mechanism in Organic Thin-Film Transistors 国際会議

    Susumu Ikeda, Tetsuhiko Miyadera, Hidemitsu Yamakawa, Manabu Kiguchi, Manabu Nakayama, Koichiro Saiki

    The 54th Fujihara Seminar "Organic Semiconductors and Conductors: Half Century and Future Prospects" (Tomakomai, Japan) 2005年9月2日

  46. High resolution Cs-concentration mapping by X-ray CT 国際会議

    Susumu Ikeda, Tsukasa Nakano, Akira Tsuchiyama, Kentaro Uesugi, Yoshio Suzuki, Ko-ichi Nakamura, Yoshito Nakashima, Hideto Yoshida

    The 8th International Conference on X-ray Microscopy (XRM2005) (Himeji, Japan) 2005年7月26日

  47. 有機電界効果トランジスタの断面電位分布測定と有限要素解析 招待有り

    池田 進

    カナダ大使館商務部/Infolytica Corp./(株)アドバンストテクノロジー共催 「Infolyticaセミナー2005」 2005年4月15日

  48. 有機薄膜トランジスタ断面の電位分布からみた電界効果電荷注入

    池田 進, 島田敏宏, 斉木幸一朗

    日本物理学会 第60回年次大会(千葉県野田市・東京理科大学) 2005年3月26日

  49. Cross-sectional potential imaging of a working organic thin-film transistor with Kelvin probe force microscopy 国際会議

    Susumu Ikeda, Koichiro Saiki, Toshihiro Shimada

    The 6th International Conference on Nano-Molecular Electronics (ICNME2004) (Kobe, Japan) 2004年12月15日

  50. ケルビンプローブフォース顕微鏡による有機TFT断面の電位分布とその解釈

    池田 進, 島田敏宏, 斉木幸一朗

    日本物理学会 2004年秋季大会(青森県青森市・青森大学) 2004年9月13日

  51. ケルビンプローブフォース顕微鏡による銅フタロシアニンTFT断面の電位分布測定

    池田 進, 島田敏宏, 木口 学, 斉木幸一朗

    2004年(平成16年)春季 第51回応用物理学関係連合講演会(東京都八王子市・東京工科大学) 2004年3月28日

  52. ケルビンプローブフォース顕微鏡による有機薄膜トランジスタ断面の電位分布測定

    池田 進, 島田敏宏, 木口 学, 斉木幸一朗

    日本物理学会第59回年次大会(福岡市・九州大学箱崎キャンパス) 2004年3月27日

  53. 火成岩の組織形成 招待有り

    池田 進

    鉱物科学若手の会(YMO) 2003秋の学校 2003年11月1日

  54. Sexithiophene(6T)薄膜のアルカリハライド基板上への成長 II:分子配向の決定

    池田 進, 木口 学, 吉川元起, 吉田郵司, 八瀬清志, 光永 徹, 宮寺哲彦, 斉木幸一朗

    2003年(平成15年)秋季 第64回応用物理学会学術講演会(福岡県福岡市・福岡大学) 2003年8月30日

  55. 金属・絶縁体基板上におけるSexithiophene(6T)分子の配向制御

    池田 進, 木口 学, 吉川元起, 宮寺哲彦, 斉木幸一朗

    第4回 表面エレクトロニクス研究会(千葉県柏市・東京大学物性研究所) 2003年6月

  56. Sexithiophene(6T)薄膜のアルカリハライド基板上への成長

    池田 進, 木口 学, 斉木幸一朗

    2003年(平成15年)春季 第50回応用物理学関係連合講演会(神奈川県横浜市・神奈川大学) 2003年3月28日

  57. Growth of Sexithiophene (6T) Thin Films on Alkali Halide Substrates 国際会議

    Susumu Ikeda, Manabu Kiguchi, Koichiro Saiki

    Second International Conference on Molecular Electronics and Bioelectronics (M&BE2) (GAKUSHI KAIKAN, Tokyo, Japan) 2003年3月6日

  58. 紫外光電子分光法によるAl/Sn界面の電子状態

    池田 進, 木口 学, 斉木幸一朗

    日本物理学会 2002年秋季大会(愛知県春日井市・中部大学) 2002年9月6日

  59. 鉱物の空間分布にみる結晶化過程でのメルト短距離移動

    池田 進

    地球惑星科学関連学会 2002年合同大会(東京・国立オリンピックセンター) 2002年5月29日

  60. 部分溶融系における固液界面エネルギーの非平衡条件下での挙動

    池田 進

    地球惑星科学関連学会 2001年合同大会(東京・国立オリンピックセンター) 2001年6月5日

  61. 火成岩中に見出される結晶のクラスタリング組織と実験から見たその成因

    池田 進, 鳥海光弘, 吉田英人

    地球惑星科学関連学会 2000年合同大会(東京・国立オリンピックセンター) 2000年6月26日

  62. 非平衡部分溶融系における固液二面角の挙動と組織形成

    池田 進

    日本鉱物学会 1999年度年会(水戸市・茨城大学) 1999年9月23日

  63. 固液二面角の上昇に伴う結晶のクラスタリングとメルトの分離

    池田 進

    地球惑星科学関連学会 1999年合同大会(東京・国立オリンピックセンター) 1999年6月9日

  64. 深成岩組織形成過程の実験的研究 - 振動による物質移動と結晶成長 -

    池田 進

    日本鉱物学会 1998年度年会(福岡市・九州大学) 1998年10月

  65. X線CTによる文象花崗岩中石英の3次元構造の解析

    池田 進, 中野 司, 中島善人

    地球惑星科学関連学会 1998年合同大会(東京・国立オリンピックセンター) 1998年5月

  66. Rolling experiment of partially molten rocks 国際会議

    Susumu Ikeda, Satoru Nakashima

    Seventh International Symposium on Experimental Mineralogy, Petrology and Geochemistry (EMPG VII) (Orléans, France) 1998年4月

  67. 動的な場における岩石の組織形成 (3) - 転動実験と結晶成長 -

    池田 進, 中嶋 悟

    日本鉱物学会1997年度年会(仙台市・東北大学) 1997年9月

  68. 動的な場における岩石の組織形成 (2) - 動的なメルトの役割 -

    池田 進, 中嶋 悟

    日本岩石鉱物鉱床学会・日本鉱物学会・資源地質学会 平成8年度秋季連合学術講演会 (三鉱学会)(金沢市・金沢大学) 1996年9月

  69. 動的な場における岩石の組織形成 (1) - 岩石転動加熱実験装置の製作と予備実験 -

    池田 進, 中嶋 悟

    日本鉱物学会 平成8年度年会(つくば市・工業技術院) 1996年6月

  70. 画像処理による岩石の鉱物容量比の解析 - 可視画像と後方散乱電子像 -

    池田 進, 佐伯和人, 中嶋 悟

    日本鉱山地質学会・日本岩石鉱物鉱床学会・日本鉱物学会 平成7年度秋季連合学術講演会 (三鉱学会)(東京) 1995年10月

  71. エーライトのM3, M1相比率の測定手法と強度発現性に及ぼす影響

    市川牧彦, 池田 進, 小向雄人

    第48回セメント技術大会(東京) 1994年5月

  72. エーライトの微細組織に及ぼす焼成条件ならびに少量成分の影響

    池田 進, 市川牧彦

    第46回セメント技術大会(東京) 1992年5月

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共同研究・競争的資金等の研究課題 12

  1. 分子動力学法による有機半導体の核生成・薄膜成長全過程包括シミュレーション 競争的資金

    池田 進

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science (JSPS)

    制度名:Grant-in-Aid for Scientific Research (C) (JP21K05205)

    研究種目:Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

    研究機関:Tohoku University

    2021年4月 ~ 2024年3月

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    研究期間の初年度である2021年度は、分子動力学(MD)シミュレーションを行うためのハードウェア、ソフトウェアを主とする研究基盤整備を行い、シミュレーションのための初期構造モデル(疎水性官能基で表面修飾したアモルファスシリカ基板、およびその基板上において核生成・成長する有機分子ペンタセンを複合化したモデル)を構築して、予察的なシミュレーションを実施した。本研究課題の最終目標は基板表面への分子の吸着、基板表面上での分子の拡散と会合、一部分子の脱離、会合した分子によるクラスターの形成、臨界核の生成、薄膜(結晶)成長の全過程を途切れなくシミュレーションすることであるが、研究期間中の最初のマイルストーンとして、基板表面に寝た状態で吸着していた分子が立つ瞬間を再現することを目指した(棒状有機半導体分子は孤立している状況において基板に寝て吸着するが、成長後の薄膜中では立っているという普遍的な現象がある)。全分子が寝た状態を初期構造としたシミュレーションにおいては分子が経つ瞬間を再現することができなかったが、立った分子からなるクラスターを一部共存させておくことによって、その周辺に存在する寝た分子が一斉に立ち上がる瞬間を再現することに成功した。また、基板温度を変化させ同様のシミュレーションを行ったところ、分子が立ち上がる挙動に温度依存性があることも確認できた。本研究で再現・理解を目指す多くの素過程の中の1つを見たに過ぎないとも言えるが、分子が立つ瞬間の再現はこれまでのシミュレーション技術では困難であったため、本研究を着実に進めていくにあたっての道標となることは間違いない。この道標的な成果を次年度以降の研究へとつなげていきたい。

  2. 有機半導体薄膜成長過程に見られる普遍的分子集団挙動の分子動力学法による解明 競争的資金

    池田 進

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science (JSPS)

    制度名:Grant-in-Aid for Scientific Research (C) (JP18K05253)

    研究種目:Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

    研究機関:Tohoku University

    2018年4月 ~ 2021年3月

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    分子動力学(MD)シミュレーションによって有機半導体の核生成、薄膜成長のメカニズムを分子レベルで解明することを目的とし、特に、棒状有機分子が基板表面に立った状態で配列して成長するという普遍的現象に焦点を当てた。具体的には、基板上で立った状態にあるペンタセン分子が集合したクラスターの安定性をMDシミュレーションで調べ、10分子を超えると横転する(分子が寝る)ことなく安定して存在でき、更なる成長も可能であることがわかった。この臨界核と考えらえる10分子クラスターの詳細なMDシミュレーション結果を、古典的核生成理論に基づいた計算結果とも照らし合わせ、臨界核が示す確率論的挙動を理解するに至った。

  3. 有機グラフォエピタキシーの分子レベル初期過程の解明 競争的資金

    池田 進

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science (JSPS)

    制度名:Grant-in-Aid for Scientific Research (C) (JP15K04674)

    研究種目:Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

    研究機関:Tohoku University

    2015年4月 ~ 2018年3月

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    グラフォエピタキシーは、基板表面に人工的に作製した溝等の微細構造に対して面内配向した結晶薄膜が成長する疑似的なエピタキシー現象である。この現象が有機半導体分子系でも起こることを2006 年に報告したが、メカニズムは未明瞭であり、本課題では、分子動力学(MD)シミュレーションを駆使して分子レベルの素過程を解明する研究に取り組んだ。溝のある基板のモデルを作成し、その溝の中で有機半導体分子がどのように振舞うかをシミュレートしたところ、実験で得られた溝壁面に対する面内配向を再現できたほか、分子の堆積、結晶化過程まで含めた有機グラフォエピタキシーの総合的シミュレーションにも成功した。

  4. 有機半導体単結晶によるナノスケール光共振器構造の構築

    熊代 良太郎, 平郡 諭, 徐 静涛, 劉 富才, タンガベル カナガセカラン, 池田 進

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目:Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

    研究機関:Tohoku University

    2011年 ~ 2013年

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    新規有機半導体単結晶を用いた光励起発光特性の研究から、分子形状および結晶構造を基にした材料設計の指針を得た。FET構造における重要研究課題である金属-半導体接合状態と関連づけ、大気中で安定な発光動作を示すFETの開発に成功した。電子線リソグラフィーによる微小共振器構造作成を目的とした技術開発を行い、半導体単結晶の物性評価を通じてリソグラフィー技術の条件最適化や特性評価法を確立した。

  5. 有機分子系グラフォエピタキシーのメカニズム解明と配向制御技術としての確立 競争的資金

    池田 進

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science (JSPS)

    制度名:Grant-in-Aid for Scientific Research (C) (JP20560020)

    研究種目:Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

    研究機関:Tohoku University

    2008年4月 ~ 2011年3月

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    有機半導体薄膜を用いた電子デバイスの性能向上を目的として、有機分子系のグラフォエピタキシー現象に関する検討を行った。電子線リソグラフィー技術で基板表面に周期的溝をパターニングし、その基板上に分子線蒸着法によって薄膜成長することで、有機半導体がグラフォエピタキシャル成長(面内配向成長)することを実証した。更に、基板表面の化学的な修飾によって面内方位が変化することを見出し、有機分子系特有のメカニズムに関する知見も得ることができた。

  6. 有機半導体・完全単結晶の成長機構の解明と電子デバイスの応用

    板谷 謹悟, 池田 進, 湊 丈俊, 葛目 陽義, 吹留 博一, 合志 憲一, 小蓑 剛, 小林 慎一郎, 松川 健

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目:Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

    研究機関:Tohoku University

    2008年 ~ 2010年

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    気相成長法から得られた有機半導体ルブレン単結晶が広範囲において分子的に平坦な表面を有していることを、単分子あるいは単原子ステップ情報の収得が可能であるレザー共焦点微分干渉顕微鏡を用いることにより世界で初めて明らかにした。また、ルブレン結晶表面上の分子ステップの推移から成長の様子を観察することができ、成長機構解明に貢献した。その完全結晶を用いることにより高いFET特性を有していることも実証した。

  7. グラフォエピタキシーによる有機薄膜の面内配向制御と電界効果トランジスタへの応用 競争的資金

    池田 進

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science (JSPS)

    制度名:Grant-in-Aid for Young Scientists (Start-up) (18860020)

    2006年4月 ~ 2008年3月

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    本年度は、前年度に見出したグラフォエピタキシーによる有機半導体薄膜の面内配向制御技術を実際の電界効果トランジスタ(FET)に応用する試みを行った。有機半導体材料にはα-sexithiophene(6T)を用い、電子線リソグラフィーによって人工周期溝構造を形成した熱酸化シリコン基板表面に6Tを真空蒸着法によって成膜した。蒸着前に基板表面をUV/オゾン処理(親水化)ならびにHMDS処理(疎水化)して表面状態を変えることにより、6Tの結晶格子のb軸が人工溝に対して平行になる場合と垂直になる場合を作り分ける、すなわち面内配向を制御し、それによって面内の選択配向方位が90°異なる2種類のFETデバイスを作製した。グラフォエピタキシーによって面内配向制御した6TのFETデバイスはどちらも高ドレイン電圧において飽和領域が現れる一般的な出力特性を示し、このようにして作製した有機FETが正常に動作することを実証した。しかしながら、平坦基板を用いた6TのFET(薄膜の面内方位はランダム)のFET特性と比較すると移動度が小さく、これはグラフォエピタキシャル成長した薄膜ではグレインが存在しない未被覆の部分が多く、電気伝導経路の連結性が悪いためであることが判明した。これに対し、グラフォエピタキシーによって方位が揃って連結した6Tグレインの1次元鎖中の電気伝導特性を導電性カンチレバーを用いた接触型原子間力顕微鏡で測定したところ、鎖状連結構造中では伝導特性が良好であった。これは方位の揃ったグレイン間の粒界抵抗が小さいことを意味する。したがって、グラフォエピタキシャル成長した薄膜の基板被覆率を高め、それぞれ孤立してしまう傾向にあるグレイン連結構造同士を更に連結できれば、FET特性を改善できることが示唆された。

  8. 電子状態・表面形態と電気特性のその場同時計測による有機トランジスタ動作機構の解明

    斉木 幸一朗, 池田 進

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目:Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究機関:The University of Tokyo

    2007年 ~ 2008年

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    有機薄膜デバイスの特性向上のためには,実デバイス構造においてのトランジスタ特性と表面形態,表面電子状態の相関を解明することが重要である.われわれが開発した紫外光電子分光とトランジスタ特性を同時に測定することのできる装置を用いて有機トランジスタの電荷極性,電界効果移動度と,価電子状態を詳細に測定した結果,有機半導体のギャップ内における電極金属のフェルミ準位の位置により電荷極性および移動度が決まることがわかった.

  9. 炭素系特異磁性の発現とその起源

    斉木 幸一朗, 池田 進

    2007年 ~ 2008年

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    A.ナノグラフェンの作製と磁性起源の研究 Pt基板上ヘベンゼンを暴露吸着し,高温アニールによって成長したナノグラフェンの走査トンネル顕微鏡(STM)観察を継続し,詳細な解析をおこなった.本来不安定なジグザグ端が70%以上の頻度で現れる実験事実に対し考察を加え,平衡形としてはアームチェア端により囲まれた形状が安定なことが表面エネルギーとウルフの定理によって説明されるが,ベンゼンが縮合重合する過程を考慮すると,ジグザグ端は成長速度が遅れることによって成長形として現れる可能性があることを見出した.表面磁気光学力-効果(SMOKE)による磁気特性の測定で,ナノグラフェン試料の17個のうち8個の試料について室温において磁化曲線にヒステリシスが観測され,なんらかの磁気秩序状態の存在が示唆された.再現性や試料と磁気特性の相関について測定を継続中である. B.カーボンナノウォールの作製と磁性起源の探究 グラフェンのシートが基板に垂直に立つカーボンナノウォール(以下ナノウォール;CNW)の種々の基板上への成長条件を探索した.導電性の高い金属基板上への成長で成長速度が高いことをすでに報告しているが,半導体基板上の成長においてもプラズマ生成時の圧力を増加させると成長速度が上がることを見出した.CNW試料の表面磁気光学力-効果測定をおこなったが,現在までのところ磁気秩序発現の証左は得られていない.これはCNWの上端がアームチェア端で覆われているためと思われる. 以上,グラフェンの端構造に由来する磁気秩序状態研究の端緒を拓けたと考えられる.

  10. 高度界面制御有機・無機複合構造による量子物性の発現と応用

    斉木 幸一朗, 青木 秀夫, 島田 敏宏, 上野 啓司, 佐々木 岳彦, 池田 進, 有田 亮太郎, 木口 学

    2002年 ~ 2006年

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    高度に制御された有機無機ヘテロ界面を実現し,電界による電荷注入や界面相互作用における多体効果による新奇量子現象の発現を最終目標として今年度は以下の研究を行なった.また,最終年度としての総括もおこなった. 金属-有機物界面の電荷注入過程と電荷極性の相関;同一試料に対して薄膜成長中のFET測定,電子分光による薄膜評価が行なえるシステムを改良し,FETにおけるキャリアの極性と電子状態の変化を詳細に追跡した.その結果,電荷極性は金属のフェルミ準位と有機半導体のHOMO-LUMOギャップの相対位置関係により決まり,有効チャネル伝導度は界面のエネルギー障壁に対して指数関数的に変化することを初めて実験的に実証した. 有機薄膜表面形態と電気伝導現象の相関;先年度に開発した,同一試料に対してFET測定とAFMによる薄膜形態測定が可能な装置を用いて,ペンタセン薄膜の形態安定性と伝導度の相関を詳細に追究した.その結果,形態変化を齎す分子移動は界面第1-2層目の境界から生起することが明らかになった.薄膜の安定化を図るためには第2層の結晶系の制御が重要であることは当該分野での大きな指針となる. ベンゼンの重合によるナノグラフェンの合成とエッジ状態,磁気秩序;ベンゼンの重合によるナノグラフェンについて,STM観察によりエッジの構造について詳細に探究した結果,本手法により作製されたナノグラフェンの端は70%以上の確率でジグザグ端であることが判明した.STM像のバイアス依存性から,ジグザグ端にはフェルミ面近傍に状態を持つことが明らかとなり,従前の分光学的な結果と整合した.また,高分解能電子エネルギー損失分光から,ジグザグ端には水素原子が1あるいは2個吸着した状態があることがわかった.これらの結果および磁気光学カー効果の結果について理論的な検討をおこなった.

  11. 珪酸塩部分溶融系における界面の構造と物性の解析 競争的資金

    池田 進

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science (JSPS)

    制度名:Grant-in-Aid for JSPS Fellows (00J08525)

    2000年4月 ~ 2003年3月

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    本研究では,部分溶融系における固相-液相間の界面エネルギーならびにそれに依存する固液の濡れ性のようなマクロな物性・物理量をミクロな視点から理解するために,固体基板表面に液相を想定した薄膜を蒸着し,界面における電子状態を解析してきた.界面現象は珪酸塩系と金属系とで共通点が多いので,実験が比較的容易な金属系に集中して研究を進めた.具体的には,超高真空槽中でTa板上にSnの厚膜(多結晶膜)を蒸着してこれを基板とし,その上にAlの薄膜を蒸着,紫外光電子分光法を用いて,Al/Sn界面における価電子の挙動を探った.この実験から,AlとSnが界面を形成することにより,結合エネルギー4.3eVと2.7eVの2カ所の電子状態密度が減少し,6.0eVと0.5eVの2カ所の電子状態密度が増加することが見出された.分子軌道法に基づいた考察により,AlとSnが接触した際,AlとSnの価電子の1対の軌道(バンド)が軌道間相互作用を起こして結合性・反結合性の新しい軌道をフェルミ準位以下に生み出し,それらが電子で満たされるため,電子のもつエネルギーの総和が大きくなることが判明した.Al-Sn系は共融系であり,ここで観測された2元素の接触に伴う電子エネルギーの上昇・不安定化が,固相線以下における2相分離傾向を生み出しているものと考えられる.2成分共融系では部分溶融状態において,液相の化学組成が結晶の化学組成から離れるほど界面エネルギーが大きくなり濡れが悪くなることが知られている.これは,結晶相がAlの場合,それに接触する液相中のSn原子の数が多くなるほど,上記のような価電子の軌道間相互作用が起こる頻度が増加し,電子エネルギーの上昇により界面エネルギーが増大するものと理解できる.このように,界面の電子の挙動を解析することで,界面エネルギーのようなマクロな物性・物理量を理解できることを示した点も本研究の大きな成果である.

  12. 動的な場における火成岩組織形成過程の実験的研究 競争的資金

    池田 進

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science (JSPS)

    制度名:Grant-in-Aid for JSPS Fellows (97J07812)

    1998年4月 ~ 2000年3月

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社会貢献活動 23

  1. 片平まつり2017 実施本部・実行委員会委員

    2017年10月7日 ~ 2017年10月8日

  2. 片平まつり2015 実施本部・実行委員会委員

    2015年10月10日 ~ 2015年10月11日

  3. 片平まつり2013 実施本部・実行委員会委員

    2013年10月12日 ~ 2013年10月13日

  4. 科学・技術フェスタ in 京都 2011

    2011年12月17日 ~ 2011年12月18日

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    WPI 6拠点合同で出展し、WPIおよび各拠点のアピールを行った。

  5. 片平まつり2011 実施本部・実行委員会委員

    2011年10月8日 ~ 2011年10月9日

  6. 原子分子材料科学高等研究機構(WPI-AIMR)一般向け広報誌「TOHOKU WPI通信」発行

    2010年6月 ~ 2011年10月

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    原子分子材料科学高等研究機構(WPI-AIMR)の研究活動の内容や、世界トップ研究拠点づくりを進めるWPIプログラムの目標を分かりやすい形で一般の方々に知っていただくため、機構のアウトリーチマネージャーとして一般向け広報誌を企画、「TOHOKU WPI通信」と命名してvol.1を6月初めに刊行した。TOHOKU WPI通信は年3回発行する予定であり、最終頁の“交流スクエア”では、読者と研究者との相互理解を図るため、意見、質問等を受け付けている。

  7. Introduction to Tohoku University, AIMR, and the AIMR's challenge toward the predictive materials science based on mathematics-materials science collaboration

    「学術関係者交流会~世界トップレベル研究拠点(WPI)プログラムにみる日本の取り組み~」

    2018年12月15日 ~

  8. 三高探究の日GSフェスタ

    宮城県仙台第三高等学校

    2017年11月11日 ~

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    国際交流イベント実施、その他(ポスター発表審査員など)

  9. みやぎ総文2017 東北大学巡検 大学・研究所紹介「東北大学へようこそ」

    2017年8月3日 ~

  10. みやぎサイエンスフェスタ

    宮城県仙台第三高等学校

    2016年11月12日 ~

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    国際交流イベント実施、その他(ポスター発表審査員など)

  11. 平成28年度高等学校理科実験研修会 講演「物質・材料の成り立ちと社会とのつながり」

    2016年7月12日 ~

  12. 出前授業「地学から工学へ」

    2016年3月18日 ~

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    大学で地学(岩石・鉱物学)を学び、卒業後材料メーカーにて勤務、またアカデミアに戻ってからもどちらかと言えば工学寄りの分野でキャリアを積んできた研究者から高校生へのメッセージ。

  13. みやぎサイエンスフェスタ

    宮城県仙台第三高等学校

    2015年11月14日 ~

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    国際交流イベント実施、その他(ポスター発表審査員など)

  14. みやぎサイエンスフェスタ

    宮城県仙台第三高等学校

    2014年11月15日 ~

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    国際交流イベント実施、その他(ポスター発表審査員など)

  15. JICE主催 ASEAN科学技術第1陣(科学技術、ものづくり、先端技術)タイ大学生グループに対する講演 "Materials Science at Tohoku University"

    2014年1月30日 ~

  16. 第65回 東北大学祭 模擬講義「材料科学の魅力」

    2013年11月2日 ~

  17. WPI 6拠点合同シンポジウム 「最先端の科学と君たちの未来」

    2011年11月12日 ~

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    【日時】 2011年11月12日(土)13:00-18:00 【会場】 福岡銀行本店大ホール(福岡市中央区) 中高生や一般の方を対象として、WPI拠点の研究活動等を紹介する合同シンポジウムが九州大学カーボンニュートラル・エネルギー国際研究所(I2CNER=アイスナー)の主催によって開催された。WPI-AIMRからは小谷元子副機構長が「夢に形を与える」と題した講演を行ったほか、アウトリーチ担当者(池田准教授)がブース展示と来場者と材料に親しむ体験実験を行った。

  18. 学都「仙台・宮城」サイエンス・デイ2011「偏光板を使って材料の性質を調べてみよう!」

    2011年7月10日 ~

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    2011年7月10日(日)、東北大学川内北キャンパス講義棟で開催されるサイエンス・デイ2011の講座プログラムに出展、「偏光板を使って材料の性質を調べてみよう!」というテーマで、まず偏光板と光の性質を勉強し、続いて、偏光板を用いて材料の性質(主に結晶であるか非晶質であるか)を調べる実験をした。

  19. 学都仙台コンソーシアム・サテライトキャンパス公開講座

    2011年6月11日 ~

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    学都仙台コンソーシアム・サテライトキャンパス事業にWPI-AIMRアウトリーチ担当者として参加し、6月11日(土)に、東北工業大学一番町ロビー4Fホール(仙台市青葉区)にて「材料のおはなし‐石ころから暮らしを支える先端材料まで、そのつながりをひも解く‐」と題する 公開講座を開講した。

  20. サイエンスアゴラ2010 出展

    2010年11月20日 ~

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    WPI全拠点と日本学術振興会が合同で、「一緒に考えよう! 日本の未来戦略」と題したワークショップを開催した。

  21. 東北大学イノベーションフェア2010 出展

    2010年10月18日 ~

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    東北大学WPI-AIMRで進められている材料分野における融合研究の紹介

  22. 学都「仙台・宮城」サイエンス・デイ2010 出展「有機半導体でトランジスタを作ろう」

    2010年7月11日 ~

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    東北大学川内北キャンパス講義棟にて行われた学都「仙台・宮城」サイエンス・デイ2010に、原子分子材料科学高等研究機構(WPI-AIMR)アウトリーチマネージャーとして出展。小学校5年生以上を対象に「有機半導体でトランジスタを作ろう」をテーマとした実験講座を開いた。午前と午後、合わせて22名の皆さんと、次世代エレクトロニクス材料として注目される有機半導体を使ってトランジスタ作りに挑戦した。大学で行われている実験にできるだけ近い内容で体験していただくことを目指したが、準備できる機材の制約もあるため、通常は顕微鏡下で行う作業も肉眼でせねばならず、スタッフも事前練習して臨んだ。

  23. 科学・技術フェスタ in 京都 出展

    2010年6月5日 ~

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    国立京都国際会館にて行われた「科学・技術フェスタ in 京都」に原子分子材料科学高等研究機構(WPI-AIMR)アウトリーチマネージャーとして出展。この催しは平成22年度産学官連携推進会議の併設イベントとして行われたもので、関係者、出展者を含め5,121人が参加した。今回は5つのWPI拠点が一か所に集合しての出展となり、初めて5拠点が合同して一般向けにWPIの公報を行う機会にもなった。パネルや広報誌、動画による拠点紹介を行ったほか、金属ガラスの鋳塊や実用製品の展示を行い、多くのお客様にお立ち寄りいただいた。また、当日、産学官連携功労者表彰文部科学大臣賞を受賞した阿尻雅文教授の研究内容を紹介するブースも設けられた。

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