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分析事例

有機EL材料の深さ方向分析

Ar-GCIB(Gas Cluster Ion Beam)スパッタは単原子Arイオンスパッタに比べて有機物に及ぼす損傷が抑制されるため、有機材料の加工ツールとして非常に有用です。ここでは有機多層構造を有した有機EL材料について、Ar-GCIBスパッタによるXPS深さ方向分析をご紹介します。

分析方法

図1 有機ELデバイスの断面STEM像
図1 有機ELデバイスの断面STEM像

有機ELデバイスから陰極(Al)を取り除いた試料について、Ar-GCIBスパッタとXPS分析を繰り返し行い、深さ方向の分析を行いました。試料構成は透明電極(ITO)上に正孔輸送層であるNPB※1層、発光層であるAlq3※2層が図1に示すように積層された有機多層構造です。

※1 NPB : N,N-di(naphthalene-1-yl)-N,N-diphenyl-benzidene
※2 Alq3: aluminato-tris-8-hydroxyquinolate

分析結果

Ar-GCIBスパッタ、単原子ArイオンスパッタによるXPSデプスプロファイルをそれぞれ図2、3に、各層における組成の算出結果を表1に示します。Ar-GCIBスパッタの場合、Alq3およびNPBの組成はともに化学量論組成に近いことから、スパッタによる試料の損傷が殆どないものと判断されます。これに対して、単原子Arイオンスパッタの場合はAr-GCIBスパッタの場合と組成が異なりました。1原子当りのエネルギーがAr-GCIBスパッタに比べて高く、Arイオンが深くまで打ち込まれるため、試料中の分子構造が破壊されていることが示唆されます。

図2、図3 グラフ

表1 元素濃度

表1

Ar-GCIBスパッタは有機EL材料に限らず、有機積層薄膜全般の深さ方向分析に応用することができます。

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