課題番号 ：S-16-MS-1032
利用形態 ：機器利用
利用課題名（日本語） ：有機半導体素子の電子スピン物性評価
Program Title (English) ：Evaluation of electron spin properties of organic semiconductor devices
利用者名（日本語） ：鐘本勝一1), 畑中秀人1)
Username (English) ：K. Kanemoto1), S. Hatanaka1)
所属名（日本語） ：1) 大阪市立大学大学院理学研究科,
Affiliation (English) ：1) Osaka City University

１．概要（Summary ）
これまで有機半導体素子では、ESRと同時に微小な電流変化が観測されることが報告され、そのスピン物性との関連が注目されてきた。本研究では、有機LEDに対して、電流検出ESRを実施した。特に、その信号を分子研のESR装置において検出するための技術開発に重点を置き、最終的にはパルスESRとの融合も視野に入れて実施した。

２．実験（Experimental）
実験設備は極低温棟のESR装置E680を使用した。
有機半導体で作成したダイオードをベースに、その発生電流を、E680の実験システムで積算することを目標とした。またパルスESR照射の効果も調べた。

３．結果と考察（Results and Discussion）
有機LEDに対して、電流ESR計測を行った。前年度に行った際には信号が得られなかったが、原因が、準備した素子に起因するのか、測定系に起因するのか明らかではなかった。今回、大阪市大で使用している測定系を準備し、分子研のESRと融合させて測定を行ったところ、スペクトル計測に成功した（図1）。また、その信号は、分子研のESR及び計測系を利用した場合でも可能なことを確認した。

その電流ESR信号を、パルスESR照射の下でも計測した。図1のスペクトル計測した素子に対し、共鳴磁場の中心付近でパルスESR照射による電流計測を行った。その結果が図2である。素子の応答時定数の関係で、信号はsの時間スケールで立ち上がっている。ただちに立ち上がる強い信号は、非共鳴でも観測されたため、磁気共鳴信号ではないと判断した。一方、20sにピークをもつ信号は共鳴磁場付近で観測されたため、パルスESR誘起電流信号であると結論した。このことから、信号の計測に成功したといえる。
一方で、信号計測には成功したものの、素子の安定性が低かったために長期測定はできなかった。その原因については、運搬時に素子が劣化したことが挙げられる。今後安定した計測を実現するには、劣化を起こさず測定できるシステムを構築することが必須である。

４．その他・特記事項（Others）
本研究の実験を実施するにあたって、分子科学研究所機器センターの藤原基靖さんに大変お世話になりました。また、本研究の一部は科研費（No.26620207）の支援の基で行われました。
５．論文・学会発表（Publication/Presentation）
なし
６．関連特許（Patent）
なし