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High-frequency measurements of organic semiconductor channels utilizing 3-dimensional organic transistors toward the developments of high-speed transistors.

Research Project

Project/Area Number 24350099
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypePartial Multi-year Fund
Section一般
Research Field Functional materials/Devices
Research InstitutionOsaka Research Institute of Industrial Science and Technology

Principal Investigator

Uno Mayumi  地方独立行政法人大阪府立産業技術総合研究所, その他部局等, 研究員 (90393298)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) KANAOKA Yusuke  大阪府立産業技術総合研究所, 制御・電子材料科, 研究員 (60443537)
YAMADA Yoshiharu  大阪府立産業技術総合研究所, 制御・電子材料科, 主任研究員 (50463625)
UEMURA Takafumi  大阪大学, 産業科学研究所 先進電子デバイス研究分野, 特任准教授 (30448097)
TAKEYA Junichi  東京大学, 新領域創成科学研究科, 物質系専攻教授 (20371289)
Project Period (FY) 2012-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2015: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2014: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2013: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2012: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Keywords有機半導体 / 分子性半導体 / 有機トランジスタ / 応答特性 / キャリア密度 / 高周波測定 / 有機論理回路 / 高速化 / 縦型トランジスタ
Outline of Final Research Achievements

Three-dimensional organic transistors comprising vertical short channels are developed to raise the operational speed of organic transistors. The devices with a short-channel length of 0.8 micrometer and reduced parasitic capacitance operate at up to 20 MHz with an applied drain voltage of -15 V. Organic rectifiers based on the diode-connected 3D-OFETs are also demonstrated to operate at above 80 MHz, even with an applied effective voltage of about 4 V. Furthermore, solution-processed p-type and n-type organic transistors with short channels were developed utilizing single-crystalline organic semiconductor films, minimizing the process damage to organic semiconductors. Transient dynamic responses were measured for the both devices in respect to the dependence on the carrier density and temperature. These findings will accelerate the development of organic logic circuits and contribute to the future realization of practical applications in organic electronics.

Report

(5 results)
  • 2015 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • Research Products

    (33 results)

All 2016 2015 2014 2013 2012 Other

All Journal Article (11 results) (of which Peer Reviewed: 8 results,  Acknowledgement Compliant: 4 results) Presentation (21 results) (of which Invited: 3 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Short- Channel Solution-Processed Organic Semiconductor Transistors and their Application in High-Speed Organic Complementary Circuits and Organic Rectifiers2015

    • Author(s)
      2)M. Uno, Y. Kanaoka, B.-S. Cha, N. Isahaya, M. Sakai, H. Matsui, C. Mitsui, T. Okamoto, J. Takeya, T. Kato, M. Katayama, Y. Usami, T. Yamakami
    • Journal Title

      Advanced Electronic Materials

      Volume: 1 Issue: 12 Pages: 1500178-1500184

    • DOI

      10.1002/aelm.201500178

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    • Author(s)
      M.Ito, M. Uno, J. Takeya
    • Journal Title

      Organic Electronics

      Volume: 27 Pages: 53-58

    • DOI

      10.1016/j.orgel.2015.08.025

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  • [Journal Article] Thermal sensors and read-out circuits with organic semiconductors2015

    • Author(s)
      K. Nakayama, B.S. Cha, Y. Kanaoka, M. Uno, J. Takeya
    • Journal Title

      Proceedings of The 32nd Sensor Symposium

      Volume: 2015

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  • [Journal Article] 高性能塗布型有機半導体トランジスタと有機論理回路への応用2015

    • Author(s)
      宇野真由美
    • Journal Title

      応用物理学会 有機分子・バイオエレクトロニクス 分科会誌

      Volume: 26 Pages: 55-59

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  • [Journal Article] High-speed organic transistors with three-dimensional organic channels and organic rectifiers based on them operating above 20 MHz2015

    • Author(s)
      Mayumi Uno, Bu-Sung Cha, Yusuke Kanaoka, Jun Takeya
    • Journal Title

      Organic Electronics

      Volume: 20 Pages: 119-124

    • DOI

      10.1016/j.orgel.2015.02.005

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  • [Journal Article] All Solution-Processed Organic Single-Crystal Transistors with High Mobility and Low-Voltage Operation2015

    • Author(s)
      S. Sakai, J. Soeda, R. Haeusermann, H. Matsui, C. Mitsui, T. Okamoto, M. Ito, et al.
    • Journal Title

      Organic Electronics

      Volume: 22 Pages: 1-4

    • DOI

      10.1016/j.orgel.2015.03.015

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      宇野真由美、竹谷純一
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      月刊自動認識

      Volume: 1 Pages: 39-41

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      K. Nakayama, M. Uno*, T. Uemura, N. Namba, Y. Kanaoka, T. Kato, M. Katayama, C. Mitsui, T. Okamoto, J. Takeya
    • Journal Title

      Advanced Materials Interfaces

      Volume: in press Issue: 5

    • DOI

      10.1002/admi.201300124

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      K. Nakayama
    • Journal Title

      Organic Electronics

      Volume: 14 Issue: 11 Pages: 2908-2915

    • DOI

      10.1016/j.orgel.2013.08.002

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      Mayumi Uno, Takafumi Uemura, Yusuke Kanaoka, Zhihua Chen, Antonio Facchetti, Jun Takeya
    • Journal Title

      Organic Electronics

      Volume: 14 Issue: 6 Pages: 1656-1662

    • DOI

      10.1016/j.orgel.2013.03.009

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      Rie Nakahara, Mayumi Uno, Takafumi Uemura, Kazuo Takimiya, Jun Takeya
    • Journal Title

      Advanced materials

      Volume: 24 Issue: 38 Pages: 5212-5215

    • DOI

      10.1002/adma.201290234

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      宇野真由美
    • Organizer
      大阪産業創造館テクニカルセミナー
    • Place of Presentation
      大阪産業創造館(大阪府)
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      2016-03-02
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    • Author(s)
      宇野真由美
    • Organizer
      応用物理学会関西支部 H27年度第3回講演会
    • Place of Presentation
      大阪府立大学(大阪府)
    • Year and Date
      2016-02-05
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    • Author(s)
      宇野 真由美
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      センサーEXPO 2016
    • Place of Presentation
      東京ビッグサイト(東京都)
    • Year and Date
      2015-09-18
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      松井 弘之, 山村 祥史, 宇野 真由美, 添田 淳史, 岸村 眞治, 境 駿希, 田中 秀幸, 金岡 祐介, 車 溥相, 諫早 伸明, 中山 健吾, 柳生 慎悟, 宇佐美 由久, 横山 嵩祥, 大鷲 祐貴, 三津井 親彦, 岡本 敏宏, 竹谷 純一
    • Organizer
      2015年第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場 (愛知県)
    • Year and Date
      2015-09-15
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      中山 健吾、車 溥相、金岡 祐介、宇野 真由美、諫早 伸明、竹谷 純一
    • Organizer
      2015年第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場 (愛知県)
    • Year and Date
      2015-09-13
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    • Author(s)
      宇野 真由美
    • Organizer
      おかやま電池関連技術研究会
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      岡山ロイヤルホテル(岡山県)
    • Year and Date
      2015-07-06
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  • [Presentation] 高性能塗布型有機半導体トランジスタと有機論理回路への応用2015

    • Author(s)
      宇野 真由美
    • Organizer
      応用物理学会 有機分子・バイオエレクトロニクス 分科会
    • Place of Presentation
      富山大学(富山県)
    • Year and Date
      2015-05-28
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      宇野真由美, 金岡 祐介, 諫早 伸明, 柳生 慎悟, 境 駿希, 山村祥史, 松井 弘之, 車 溥相, 中山 健吾, 三津井 親彦, 岡本 敏宏, 竹谷 純一
    • Organizer
      2014年第62回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      東海大学湘南キャンパス (神奈川県)
    • Year and Date
      2015-03-14
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  • [Presentation] 有機トランジスタとそのセンサ応用2015

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      宇野真由美
    • Organizer
      新無機膜研究会 第14次技術調査委員会
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      大阪府立産業技術総合研究所(大阪府)
    • Year and Date
      2015-03-02
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  • [Presentation] 高速有機整流素子と有機CMOSリングオシレータを用いたRF変調回路2014

    • Author(s)
      金岡祐介, 宇野 真由美, 中山健吾, 竹谷純一, 松本孝典, 加藤哲弥, 片山雅之, 宇佐美由久
    • Organizer
      2014年第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      北海道大学 札幌キャンパス (北海道)
    • Year and Date
      2014-09-18
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  • [Presentation] 3次元有機トランジスタを用いた接触荷重センサ2014

    • Author(s)
      宇野 真由美, 金岡祐介,車 溥相, 阿南 裕穂, 加納 一彦, 片山雅之
    • Organizer
      2014年第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      北海道大学 札幌キャンパス (北海道)
    • Year and Date
      2014-09-17
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    • Author(s)
      宇野 真由美
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      応用物理学会シングルナノパターニング研究グループ第3回講演会
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      大阪大学産業科学研究所 (大阪府)
    • Year and Date
      2014-07-14
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  • [Presentation] Technology Development for Printed LSIs Based on Organic Semiconductors2014

    • Author(s)
      J. Takeya and M. Uno
    • Organizer
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    • Place of Presentation
      ホノルル(米国)
    • Year and Date
      2014-06-11
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    • Author(s)
      宇野真由美, 金岡祐介、車 溥相, 三津井親彦, 岡本敏弘, 竹谷 純一
    • Organizer
      2014年第61回応用物理学会春季学術講演会
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      青山学院大学(神奈川県)
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      宇野真由美,車溥相,瀧宮和男, 竹谷純一
    • Organizer
      第60回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      神奈川工科大学(神奈川県)
    • Year and Date
      2013-03-27
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      宇野真由美
    • Organizer
      JST推薦シース新技術説明会
    • Place of Presentation
      JST東京本部(東京都)
    • Year and Date
      2013-03-11
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  • [Presentation] High-speed and high-power three-dimensional organic field-effect transistors2013

    • Author(s)
      Mayumi Uno, Bu-sung Cha, Kengo Nakayama, Kazuo Takimiya, Jun Takeya
    • Organizer
      ISCS 2013 International Symposium on Compound Semiconductors(invited)
    • Place of Presentation
      Kobe, Japan
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    • Invited
  • [Presentation] 高速有機トランジスタを用いたダイオードの高速整流特性2013

    • Author(s)
      宇野 真由美, 金岡祐介, 竹谷 純一
    • Organizer
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    • Place of Presentation
      同志社大学 京田辺キャンパス(京都府)
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    • Author(s)
      金岡祐介, 宇野 真由美, 中山健吾, 松本孝典, 加藤哲弥, 片山雅之, 竹谷純一
    • Organizer
      2013年第74回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      同志社大学 京田辺キャンパス(京都府)
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    • Author(s)
      宇野 真由美
    • Organizer
      セミコン・ジャパン2013 プリンテッドエレクトロニクス研究会シンポジウム (招待)
    • Place of Presentation
      幕張メッセ(千葉県)
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    • Invited
  • [Presentation] 三次元構造を利用した高出力フレキシブルポリマーTFT2012

    • Author(s)
      中山健吾,宇野真由美,尾坂格, 瀧宮和男,竹谷純一
    • Organizer
      2012秋季応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      愛媛大学(愛媛県)
    • Year and Date
      2012-09-13
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  • [Remarks] 大阪府立産業技術総合研究所 制御・電子材料科

    • URL

      http://tri-osaka.jp/fields/seigyo_denshizairyou/

    • Related Report
      2015 Annual Research Report 2014 Annual Research Report

URL: 

Published: 2012-04-24   Modified: 2019-07-29  

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