尾﨑 雅則

おざき まさのり
Masanori Ozaki
大阪大学大学院工学研究科
教授
A03
専門分野電子材料・デバイス
公募班（2020-2021）

潜在的液晶性を活かした塗布型薄膜ソフトクリスタル電子デバイスの開発

キーワード
液晶、有機半導体、多形転移、フタロシアニン、有機エレクトロニクス
関連する研究者
研究協力者: 藤井彰彦（大阪大学大学院工学研究科、准教授）
研究協力者: 吉田浩之（大阪大学大学院工学研究科、助教）

研究概要

液体と結晶の双方の性質を兼ね備える液晶は、配列秩序を有する一方、高い外場応答性を示すことから、既に光学デバイス、特にディスプレイ応用で成功を収めている。しかし、液晶の分子配列秩序は、ナノオーダースケールであり光学デバイスとしては十分であるが、オングストロームオーダーの秩序が求められる電子光デバイス応用を考えた場合、その分子配列秩序では不十分である（課題）。そこで、液晶と結晶のさらに中間的な状態である「ソフトクリスタル」の概念を導入し、液晶の柔軟さと運動性を担保したまま「結晶化」することにより、オングストロームオーダーの精緻な配向・配列秩序と、自己組織化によるメートルオーダーの分子配列秩序とを両立した「ソフトクリスタル」の実現を目的とする。同時に、液晶とソフトクリスタルの融合により、両者の優れた特徴のシナジー効果に基づく新規光デバイス、電子デバイスの創成も目指す。

液晶からソフトクリスタルへ
結晶多形転移を利用した薄膜単結晶育成
公募班（2018-2019）

液晶の深化によるソフトクリスタルの創製と機能開拓

キーワード
液晶、有機半導体、多形転移、フタロシアニン、有機エレクトロニクス
関連する研究者
研究協力者: 藤井彰彦（大阪大学大学院工学研究科、准教授）
研究協力者: 吉田浩之（大阪大学大学院工学研究科、講師）

研究概要

液体と結晶の双方の性質を兼ね備える液晶は、配列秩序を有する一方、高い外場応答性を示すことから、既に光学デバイス、特にディスプレイ応用で成功を収めている。しかし、液晶の分子配列秩序は、ナノオーダースケールであり光学デバイスとしては十分であるが、オングストロームオーダーの秩序が求められる電子光デバイス応用を考えた場合、その分子配列秩序では不十分である（課題）。そこで、液晶と結晶のさらに中間的な状態である「ソフトクリスタル」の概念を導入し、液晶の柔軟さと運動性を担保したまま「結晶化」することにより、オングストロームオーダーの精緻な配向・配列秩序と、自己組織化によるメートルオーダーの分子配列秩序とを両立した「ソフトクリスタル」の実現を目的とする。同時に、液晶とソフトクリスタルの融合により、両者の優れた特徴のシナジー効果に基づく新規光デバイス、電子デバイスの創成も目指す。

液晶からソフトクリスタルへ
結晶多形転移を利用した薄膜単結晶育成

研究業績

査読付発表論文

A03-15

  1. "Blue Phase Liquid Crystals with Tailored Crystal Orientation for Photonic Applications" S.Y. Cho, *M. Ozaki, Symmetry, 13, 1584 (2021).
    DOI: 10.3390/sym13091584
  2. "Directed Self-assembly of Soft 3D Photonic Crystals for Holograms with Omnidirectional Circular-polarization Selectivity" S.Y. Cho, M. Takahashi, J. Fukuda, *H. Yoshida, M. Ozaki, Commun. Mater., 2, 39 (2021).
    DOI: 10.1038/s43246-021-00146-x
  3. "Direction-Selectable Ultra-Highly Oriented State of Donor-Acceptor Conjugated Polymer Induced by Slow Bar Coating Process", Y. Yabuuchi, Y. Minowa, H. Kajii, S. Nagano, *A. Fujii, M. Ozaki, Adv. Electron. Mater., 7, 2100313 (2021).
    DOI: 10.1002/aelm.202100313
  4. "Dynamics of Preaggregation and Film Formation of Donor-Acceptor p-Conjugated Polymers" Y. Yabuuchi, Y. Minowa, S. Nagamatsu, *A. Fujii, M. Ozaki, ACS Mater. Lett., 44, 205-211 (2022).
    DOI: 10.1021/acsmaterialslett.1c00734
  5. "Generation of a Focused Optical Vortex Beam using a Liquid Crystal Spiral Zone Plate" Y. Tsukamoto, H. Yoshida, *M. Ozaki, Optics Express, 30, 8667-8675 (2022).
    DOI: 10.1364/OE.451293
  6. "Generation of Coaxial Vortex Beams with Doubled Topological Charges using a Stacked Liquid Crystal Structure" Y. Tsukamoto, H. Yoshida, *M. Ozaki, Jpn. J. Appl. Phys., 60, 120906 (2021).
    DOI: 10.35848/1347-4065/ac3182/meta
  7. "In Situ Optical Characterization of Twinning in Liquid Crystalline Blue Phases" Y. Zhang, *H. Yoshida, S.Y. Cho, J. Fukuda, M. Ozaki, ACS Appl. Mater. Interfaces, 13, 36130–36137 (2021).
    DOI: 10.1021/acsami.1c06873
  8. "Orientation Control of 2D Perovskite in 2D/3D Heterostructure by Templated Growth on 3D Perovskite" G. Uzurano, N. Kuwahara, T. Saito, *A. Fujii, M. Ozaki, ACS Mater. Lett., 44, 378-384 (2022).
    DOI: 10.1021/acsmaterialslett.1c00709
  9. "Thickness Control and Photovoltaic Properties of CH3NH3PbI3 Bar-coated Thin Film" *A. Fujii, T. Oizumi, N. Kuwahara, G. Uzurano, T. Saito, Y. Yabuuchi, M. Ozaki, Jpn. J. Appl. Phys., 61, SB1032 (2022).
    DOI: 10.35848/1347-4065/ac211c
  10. "Tunable Polarization Volume Gratings Based on Blue Phase Liquid Crystals" S.Y. Cho, *H. Yoshida, M. Ozaki, Optics Express, 30, 1607-1614 (2022).
    DOI: 10.1364/OE.448301
  11. "Alkyl chain length dependence of carrier transport in solution-processed phthalocyanine thin films evaluated via MIS-CELIV method" W. J. Kim, Y. Nishikawa, Y. Nakayama, *A. Fujii, M. Ozaki, Jpn. J. Appl. Phys, 60, 031004 (2021).
    DOI: 10.1021/acs.jpcb.6b05397
  12. "Carrier transport study on triphenylamine-thienothiophene-based hole transport material by MIS-CELIV method" W.J. Kim, Y. Nishikawa, T.-T. Bui, F. Goubard, Q.-D. Dao, *A. Fujii, M. Ozaki, Jpn. J. Appl. Phys, 59, SGGG01 (2020).
    DOI: 10.7567/1347-4065/ab656b
  13. "Effects of alkyl-substituent length on photovoltaic performance of bulk heterojunction solar cells utilizing non-peripherally octaalkyltetrabenzotriazaporphyrins" Q.-D. Dao, *A. Fujii, H. Itani, Y. Shimizu, M. Ozaki, Jpn. J. Appl. Phys., 59, 101003 (2020).
    DOI: 10.35848/1347-4065/abb8b8
  14. "Effects of thermal expansion and degeneracy on ambipolar carrier mobility of nonperipherally hexyl-substituted phthalocyanine" M.Fujisaki, *A. Fujii, M. Yoneya, N. Tohnai, M. Ozaki, Appl. Phys. Express, 14, 041001 (2021).
    DOI: 10.35848/1882-0786/abe98c
  15. "Electrically Switchable Amplified Spontaneous Emission from Liquid Crystalline Phase of an AIEE-Active ESIPT Molecule" Y. Tsutsui, W. Zhang, S. Ghosh, T. Sakurai, H. Yoshida, M. Ozaki, T. Akutagawa, *S. Seki, Adv. Opt.Mater., 8, 1902158 (2020). (Inside Front Cover)
    DOI: 10.1002/adom.201902158
  16. "Emission Directio-Tunable Liquid Crystal Laser" S.Y. Cho, *H. Yoshida, M. Ozaki, Adv. Opt. Mater., 8, 2000375 (2019).
    DOI: 10.1002/adom.202000375
  17. "Extended conjugation of ESIPT-type dopants in nematic liquid crystalline phase for enhancing fluorescence efficiency and anisotropy" W. Zhang, S. Suzuki, T. Sakurai, H. Yoshida, Y. Tsutsui, M. Ozaki, S. Seki, Phys.Chem.Chem.Phys., 22, 28393 (2020).
    DOI: 10.1039/d0cp05415a
  18. "Molecular orientation and electrical properties in tert-butylated phthalocyanine thin film fabricated by uniaxial solution coating" G. Uzurano, Y. Yabuuchi, S. Nagano, H. Kajii, R. Ishiura, *A. Fujii, M. Yoneya, M. Ozaki, Electron. Comm. Jpn., 104, 113(2021).
    DOI: 10.1002/ecj.12297
  19. "Homo/hetero-epitaxial growth in tetrabenzotriazaporphyrin derivative thin film fabricated by contact freezing method with seed crystal", T. Kitagawa, M. Fujisaki, S. Nagano, N. Tohnai, A. Fujii, M. Ozaki, Appl. Phys. Exp., 2019, 12, 051011.
    DOI: 10.7567/1882-0786/ab15bb
  20. "Coating speed dependence of main chain orientation and aggregation of PBTTT-C16 in the bar-coated thin film" Y. Yabuuchi, G. Uzurano, R. Ishiura, M. Nakatani, S. Nagano, *A. Fujii, M. Ozaki, Jpn. J. Appl. Phys., 59, SDDA04-1- 7 (2020).
    DOI: 10.7567/1347-4065/ab51a8
  21. "Highly (100)-oriented CH3NH3PbI3 thin film fabricated by bar-coating method and its additive effect of ammonium chloride" M. Murata, M. Gi, R. Tsuji, M. Arita, *A. Fujii, M. Ozaki, Sol. Energy Mater. Sol. Cells, 208, 110409-1-7 (2020).
    DOI: 10.1016/j.solmat.2020.110409
  22. "Highly Miscible Hybrid Liquid Crystal Systems Containing Fluorescent Excited-State Intramolecular Proton Transfer Molecules" W. Zhang, S. Suzuki, S. Cho, G. Watanabe, H. Yoshida, *T. Sakurai, M. Aotani, Y. Tsutsui, M. Ozaki, S. Seki, Langmuir, 35, 14031-14041 (2019).
    DOI: 10.1021/acs.langmuir.9b02272
  23. "Optical properties of selective diffraction from Bragg-Berry cholesteric liquid crystal deflectors" *R. Ozaki, S. Hashimura, S. Yudate, K. Kadowaki, H. Yoshida, M. Ozaki, OSA Continuum., 2, 3354-3563 (2019).
    DOI: 10.1364/OSAC.2.003554
  24. "Solution processed uniaxially oriented thin film of tert-butyl-substituted phthalocyanine" G. Uzurano, Y. Yabuuchi, R. Ishiura, M. Yoneya, S. Nagano, *A. Fujii, M. Ozaki, Jpn. J. Appl. Phys., 59, SDDA05-1-5 (2020).
    DOI: 10.7567/1347-4065/ab5177
  25. "Stereoregularity effect on hole mobility in poly(N-vinylcarbazole) thin film evaluated by MIS-CELIV method" W. Kim, Y. Nishikawa, H. Watanabe, A. Kanazawa, S. Aoshima, *A. Fujii, M. Ozaki, Jpn. J. Appl. Phys., 59, SDDA01-1-5 (2020).
    DOI: 10.7567/1347-4065/ab554f
  26. "Study on energy level bending at heterojunction of solution-processed phthalocyanine thin film and n-Si by Kelvin probe force microscopy" R. Ishiura, *A. Fujii, M. Arita, K. Sudoh, M. Ozaki, Org. Electron., 78, 105599-1-5 (2020).
    DOI: 10.1016/j.orgel.2019.105599
  27. "Carrier transport and device applications of theorganic semiconductor based on liquid crystalline non-peripheral octaalkyl phthalocyanine" M. Ozaki, M. Yoneya, Y. Shimizu, A. Fujii, Liq. Cryst., 2018, 45, 2376-2389.
    DOI: 10.1080/02678292.2018.1530375
  28. "Uniaxial orientation of poly(3-hexylthiophene) thin films fabricated by the bar-coating method" Y. Yabuuchi, G. Uzurano, M. Nakatani, A. Fujii, M. Ozaki, Jap. J. Appl. Phys., 2019, 58, SBBG04-1-5.
    DOI: 10.7567/1347-4065/aafb5d

国内学会発表

A03-15

  • 「液晶の応用 ―光を操るための基礎―」尾崎雅則（チュートリアル）, 2020年日本液晶学会オンライン研究発表会（online, 2020,10,30）

国際学会発表

A03-15

  1. "Analysis of Angular Dependence of Band Edge Wavelengths in Cholesteric Mirror and Bragg-Berry Cholesteric Deflector" R. Ozaki, S. Hashimura, K. Kadowaki, H. Yoshida, M. Ozaki, 19th Optics of Liquid Crystals (OLC 2021), (on line Sept. 26-Oct.1, 2021)
  2. "Fabrication of molecularly oriented organic semiconductor thin film utilizing its potential as a liquid crystal" M. Ozaki (Keynote), SPIE Organic Photonics + Electronics, Liquid Crystals XXV, (on line Aug. 1-5, 2021)
  3. "Generation of Focused Vortex Beam by Liquid Crystal Spiral Zone Plate with Homeotropic and Planer Patterned Alignment Layer" Y. Tsukamoto, H. Yoshida, M. Ozaki, 19th Optics of Liquid Crystals (OLC 2021), (on line Sept. 26-Oct.1, 2021)
  4. "Optical Characterization of the (211) Twin in Cholesteric Blue Phase I" H. Yoshida, Y. Zhang, S.Y. Cho, M. Ozaki (Invited), 19th Optics of Liquid Crystals (OLC 2021), (on line Sept. 26-Oct.1, 2021)
  5. "Polymerization Induced Fluorescence Enhancement of Aggregation-Induced Emission Dye-Doped Liquid Crystals" Z. Fan, H. Yoshida, T. Sakurai, M. Ozaki, 19th Optics of Liquid Crystals (OLC 2021), (on line Sept. 26-Oct.1, 2021)
  6. “Field-induced reorientation of three-dimensional photonic structure based on blue phase liquid crystal for computer-generated holograms” S.Y. Cho, H. Yoshida and M. Ozaki (Invited), SPIE Photonics West, Emerging Liquid Crystal Technologies XVI (on line, March 6-11, 2021)
  7. “Lattice orientation control of cholesteric blue phase and Its hologram application” M. Ozaki, S.Y. Cho, H. Yoshida (Keynote), SPIE Optics and Photonics, Liquid Crystals XX (on line, Aug. 24–28, 2020)
関連ウェブサイト
連絡先
ozaki[at]eei.eng.osaka-u.ac.jp