2018 Fiscal Year Annual Research Report
Field-effect transistors with organic-inorganic perovskite semiconductors
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16H04192
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
松島 敏則 九州大学, カーボンニュートラル・エネルギー国際研究所, 准教授 (40521985)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 有機無機ペロブスカイト / 半導体 / 単結晶 / キャリア移動度 / 大気安定性 / バイアス安定性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度までにペロブスカイトトランジスタにおいて大きな発見があった。例えば、(1)基板の表面修飾及びトランジスタ構造の最適化を行うことでホール移動度を12cm2/Vsまで向上させた。(2)金属電極とペロブスカイトの間の化学反応を抑制することでペロブスカイトトランジスタをn型駆動(電子移動度1.5cm2/Vs)させることに成功した。(3)接触抵抗の影響を低減させることによってホール移動度を26cm2/Vsに、電子移動度を4.6cm2/Vsに向上させることに成功した。(4)大気中におけるペロブスカイト膜の劣化機構を解析することから、大気安定なペロブスカイトトランジスタを実現した。このような研究を行っていく中で、ペロブスカイト膜中にある粒界によりトランジスタ特性が律速されていることを突き止めた。そこで今年度は、粒界が極めて少ないと考えられるペロブスカイト単結晶を作製した。単結晶表面に付着している残渣層をテープにより剥離し、シリコン基板に貼り合わせることでトランジスタを作製した。金のソースドレイン電極とMoOxホール注入層を用いた単結晶トランジスタはP型駆動し、最大で50cm2/Vsのホール移動度が得られた。このトランジスタのバイアス安定性は極めて良好であり、ホール移動度と閾値電圧にバイアス時間依存性はほとんど見られなかった。スピンコート膜においては大気中における酸化が大きな問題であったが、単結晶トランジスタ特性は大気中で極めて安定であった。この結果は、単結晶のような高品質サンプルを作製すれば、酸化による影響を抑制できることを示すものである。さらに、アルミのソースドレイン電極とC60バッファ層を用いるとn型駆動することを見出した(電子移動度は約36cm2/Vs)。本研究成果は、ペロブスカイトの基礎的なキャリア輸送特性を解明するためにも有意義である。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] Efficient and stable hybrid perovskite solar cells2019
Author(s)
Toshinori Matsushima, Chuanjiang Qin, Shinobu Terakawa, Takashi Fujihara, and Chihaya Adachi
Organizer
2019 I2CNER ANNUAL SYMPOSIUM: ENERGY TRANSITIONS AND THE ROLE OF CCS TOWARD A CARBON‐NEUTRAL ENERGY SOCIETY, Kyushu University, Fukuoka, Japan, January 1, 2019
Int'l Joint Research
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[Presentation] Organic semiconductor distributed feedback (DFB) laser2019
Author(s)
SANGARANGE DONATULA SANDANAYAKA, Toshinori Matsushima, Fatima Bencheikh, Shinobu Terakawa, William Potscavage, Chuanjiang Qin, Takashi Fujihara, Kenichi Goushi, Jean-Charles Ribierrea, Chihaya Adachi
Organizer
The 66th JSAP Spring Meeting, 2019, Tokyo Institute of Technology, Tokyo, Japan, March 9-12, 2019
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[Presentation] p-i-n 逆構造MAPbI3ペロブスカイト太陽電池におけるPEDOT:PSS のエネルギーシフト抑制による開放端電圧の向上2019
Author(s)
藤原隆，菅原峻, 前田真一, 下位祐子, 王胖胖, 小林慎一郎, シンセンコウ, 松島敏則, 伊左治忠之, 河西容督, 八尋正幸, 安達千波矢
Organizer
2019年第66回応用物理学会春季学術講演会, 東京工業大学，2019年3月9-12日
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[Presentation] チエノキノイド半導体薄膜におけるラビング温度制御による分子配向度の増大2019
Author(s)
青山 哲也, 田中 利彦, Benoit Heinrich, Fabrice Mathevet, 松島 敏則, 高石 和人, 松本 真哉, 内山 真伸, 安達 千波矢, Jean-Charles Ribierre
Organizer
2019年第66回応用物理学会春季学術講演会, 東京工業大学，2019年3月9-12日
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[Presentation] Efficient and stable perovskite-based optoelectronic devices2018
Author(s)
Toshinori Matsushima, Chuanjiang Qin, Takashi Fujihara, and Chihaya Adachi
Organizer
THE 25th INTERNATIONAL WORKSHOP ON ACTIVE-MATRIX FLATPANEL DISPLAYS AND DEVICES (AM-FPD18) -TFT Technologies and FPD Materials- Ryukoku University Avanti Kyoto Hall, Kyoto, Japan, July 3-6, 2018
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] Efficient and stable laser oscillation from organic semiconductor films2018
Author(s)
T. Matsushima, A. S. D. Sandanayaka, F. Bencheikh, K. Yoshida, M. Inoue, T. Fujihara, K. Goushi, J.-C. Ribierre, C. Adachi
Organizer
10th International Symposium on Organic Molecular Electronics (ISOME 2018), Sunmesse Tosu, Tosu, Saga, Japan, May 31-June 2, 2018
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] Mechanical rubbing-induced edge-on to face-on reorientation and molecular alignment in thienoquinoid transistors2018
Author(s)
Tetsuya Aoyama, Toshihiko Tanaka, Benoit Heinrich, Fabrice Mathevet, Toshinori Matsushima, Kazuto Takaishi, Shinya Matsumoto, Masanobu Uchiyama, Chihaya Adachi, Jean-Charles Ribierre
Organizer
9th International Conference On Molecular Electronics (ElecMol9), Paris, France, December 17-20, 2018
Int'l Joint Research
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[Presentation] Enhanced Electroluminescence from Organic Light-Emitting Diodes with an Organic-Inorganic Perovskite Host Layer2018
Author(s)
Toshinori Matsushima, Chuanjiang Qin, Kenichi Goushi, Fatima Bencheikh, Takeshi Komino, Matthew Leyden, Atula S. D. Sandanayaka, and Chihaya Adachi
Organizer
EL2018, Meiji University, Tokyo, Japan, September 11-13, 2018
Int'l Joint Research
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[Presentation] ラビングによるチエノキノイド分子のEdge-on/Face-on 変換と有機トランジスタ移動度の異方性2018
Author(s)
青山 哲也, 田中 利彦, Benoit Heinrich, Fabrice Mathevet, 松島 敏則, 高石 和人, 松本 真哉, 内山 真伸, 安達 千波矢, Jean-Charles Ribierre
Organizer
2018年第79回応用物理学会秋季学術講演会, 名古屋国際会議場，2018年9月18日-21日
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[Presentation] ブロモヘキサセンの合成と薄膜状態での物性評価2018
Author(s)
渡邊源規, 宮崎隆聡, 松島敏則, 松田潤子, 簡敬庭, 芝原雅彦, 安達千波矢, 孫世勝, 周大新 ,石原達己
Organizer
第29回基礎有機化学討論会, 東京工業大学大岡山キャンパス, 2018年9月6-8日
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[Presentation] 有機無機ペロブスカイトをホスト材料として用いた有機EL2018
Author(s)
松島敏則, Fatima Bencheikh, Matthew Leyden, Atula S. D. Sandanayaka, Chuanjiang Qin, 合志憲一, 安達千波矢
Organizer
「有機ＥＬ討論会」第２６回例会, 日本科学未来館, 東京, 日本, 2018年6月21-22日
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[Book] 有機ソフトマテリアルレーザーの最新動向2018
Author(s)
Atula S. D. Sandanayaka、松島敏則、Fatima Bencheikh、吉田功、井上棟智、藤原隆、合志憲一、Jean-Charles Ribierre、安達千波矢
Total Pages
4
Publisher
レーザー学会誌、レーザー研究、Volume 46, Number 1, Page 6-9, January 2018
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[Book] Efficient and Stable Lasing from Organic Semiconductor Films2018
Author(s)
T. Matsushima, A. S. D. Sandanayaka, F. Bencheikh, K. Yoshida, M. Inoue, T. Fujihara, K. Goushi, J.-C. Ribierre, C. Adachi
Total Pages
6
Publisher
The Papers of Joint Technical Meeting on “Dielectrics and Electrical Insulation” and “Electronic Materials”, IEE Japan, DEI-18-016, EFM-18-016, 43-48, 2018
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