2018 Fiscal Year Annual Research Report
High spatial resolution carrier imaging technology developed for the polycrystalline thin film device
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16H05976
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
堤 潤也 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (30573141)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 有機薄膜トランジスタ / 結晶粒界 / 伝導機構 / イメージング / 過渡応答 / 変調分光 / 有機強誘電体 / 分極ドメイン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、半導体内部の電荷の空間分布を可視化できる申請者の独自技術（ゲート変調イメージング法）をナノ秒時間分解測定に発展させることで、多結晶薄膜デバイスの駆動状態における電気伝導のダイナミクスを観察できる画期的測定法を確立し、デバイス性能を律速するとされる半導体薄膜のミクロンスケールの不均一性（電極界面、結晶粒界等）による局所伝導のメカニズムを明らかにすることである。H29年度までに、ペンタセンの多結晶性薄膜を半導体層とする有機薄膜トランジスタを測定対象として、結晶粒界の局所伝導機構を50nsの時間分解能でイメージングすることに成功するとともに、その結果をモデルシミュレーションにより高い精度で再現して局所伝導機構を明らかにしており、本件研究の目的は達成済みである。H30年度は、さらなる取り組みとして、①異なる半導体材料の測定と、②単結晶性の半導体薄膜の測定に取り組み、伝導機構に対する材料や結晶性の違いを検討した。その結果、①の取り組みについて、高移動度の半導体の場合に、電気伝導に対する結晶粒界の影響が少ないことを示唆する結果を得るとともに、②の取り組みについては、単結晶性薄膜が多結晶薄膜よりも予想通り均一な電荷分布をもつことを確認する一方で、結晶欠陥に由来する不均一な電荷分布を捉えることに初めて成功した。
上記の半導体に対する研究に加え、有機強誘電体薄膜の分極ドメイン可視化技術の開発にも取り組んだ。H30年度は、透過光を用いて薄膜深さ方向の分極ドメイン分布を調べることにより、従来、チャージドドメイン壁であるとされたドメイン壁が、実際には静電的に安定な中性ドメイン壁になるような幾何学的配置をとっていることを明らかにした。これにより、開発した手法が従来法では観測しえない情報を取得できることを実証した。
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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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Research Products
(19 results)
