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2007 Fiscal Year Annual Research Report

分子性物質における界面制御と伝導機構の解明

Research Project

Project/Area Number 17069003
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

岩佐 義宏  Tohoku University, 金属材料研究所, 教授 (20184864)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 竹谷 純一  大阪大学, 理学研究科, 准教授 (20371289)
田口 康二郎  東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (70301132)
竹延 大志  東北大学, 金属材料研究所, 助教 (70343035)
下谷 秀和  東北大学, 金属材料研究所, 助教 (60418613)
Keywords有機ゲート絶縁膜 / 両極性トランジスタ / 自己組織化単分子膜 / 発光トランジスタ / 有機トランジスタ / 有機半導体単結晶 / ナノ界面 / キャリア移動度
Research Abstract

岩佐は、本年度、有機半導体における重要な界面のひとつである半導体・金属界面のショットキー接合に関する研究を集中的に行い、その本質的な性質を明らかにした。有機単結晶に対してインジウムを蒸着することによって非常に良質の接合を作製することに成功し、それを用いたショットキーダイオードと、MES-FETの作製を行った。その結果、有機半導体の空亡層が数ミクロンまで広がることを実証し、無機半導体における原理が基本的に適用できることを明らかにした。さらに、デバイス特性を定量的に解析することによって、ショットキー接合におけるバンドの曲がりなど、半導体としての理解に必須な様々なパラメータを制度よく決定することに成功した。
竹谷は、分子スケールで平坦な表面をもつルブレン薄片状単結晶を半導体層とし、さらにゲート絶縁膜には同じく薄片状のジフェニルアントラセン有機単結晶を用いることによって、有機単結晶どうしの分子スケールで平坦なナノ界面を用いた電界効果トランジスタデバイスを作製した。その結果、40-45cm^2/Vs程度に移動度が向上した[M.Yamagishi et al.,Appl.Phys.Lett.90,182187(2007)]。その他に、ルブレン単結晶とイオン液体の固体/液体ナノ界面においても、高移動度のキャリア伝導層を構築した[S.Ono et al.,Appl.Phys.Lett.In press]。さらに、本領域内の阪大桑原グループとの共同で高移動度ナノギャップ単結晶トランジスタを開発し、同じく東工大真島グループとの共同でルブレン単結晶トランジスタの変位電流特性によるキャリア注入レートの精密測定を行った。

  • Research Products

    (55 results)

All 2008 2007 Other

All Journal Article (16 results) (of which Peer Reviewed: 16 results) Presentation (36 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Journal Article] High-mobility double-gate organic single-crystal transistors with organic crystal gate insulators2008

    • Author(s)
      S. Ono, et. al.
    • Journal Title

      Applied Physics Letters 92(In press)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] High mobility organic single-crystal transistors2008

    • Author(s)
      M. Yamagishi, et. al.
    • Journal Title

      e-Journal of Surface Science and Nanotechnology 6

      Pages: 21-24

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Ambipolar light-emitting transistors of a tetracene single crystal2007

    • Author(s)
      Takahashi, T; Takenobu, T; Takeya, J, et. al.
    • Journal Title

      ADVANCED FUNCTIONAL MATERIALS 17

      Pages: 1623-1628

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effect of metal electrodes on rubrene single-crystal transistors2007

    • Author(s)
      Takenobu, T; Takahashi, T; Takeya, J, et. al.
    • Journal Title

      APPLIED PHYSICS LETTERS 90

      Pages: 013507

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Insulator-to-metal transition in ZnO by electric double layer gating2007

    • Author(s)
      Shimotani, H; Asanuma, H; Tsukazaki, A, et. al.
    • Journal Title

      APPLIED PHYSICS LETTERS 91

      Pages: 082106

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Electric double layer transistor of organic semiconductor crystals in a four-probe configuration2007

    • Author(s)
      Shimotani, H; Asanuma, H; lwasa, Y
    • Journal Title

      JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS PART 1-REGULAR PAPERS BRIEF COMMUNICATIONS & REVIEW PAPERS 46

      Pages: 3613-3617

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Suppression of current hysteresis in carbon nanotube thin-film transistors2007

    • Author(s)
      Tsukagoshi, K; Sekiguchi, M; Ayagi, Y, et. al.
    • Journal Title

      JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS PART 2-LETTERS & EXPRESS LETTERS 46

      Pages: L571-L573

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Ambipolar field-effect transistor of high photoluminescent material tetraphenylpyrene (TPPy) single crystal2007

    • Author(s)
      Bisri, SZ; Takahashi, T; Takenobu, T, et. al.
    • Journal Title

      JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS PART 2-LETTERS & EXPRESS LETTERS 46

      Pages: L596-L598

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] In-crystal and surface charge transport of electric-field induced carriers in organic semiconductors2007

    • Author(s)
      J. Takeya, et. al.
    • Journal Title

      Physical Review Letters 98

      Pages: 196804

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Very high mobility organic single crystal transistors with in-crystal conduction channels2007

    • Author(s)
      J. Takeya, et. al.
    • Journal Title

      Applied Physics Letters 90

      Pages: 102120

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] High-mobility, low-power, and fast-switching organic field-effect transistors with ionic liquids2007

    • Author(s)
      M. Yamagishi, et. al.
    • Journal Title

      Applied Physics Letters 90

      Pages: 182117

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Gate dielectric materials for high-mobility organic transistors of molecular semiconductor crystals2007

    • Author(s)
      J. Takeya, et. al.
    • Journal Title

      Solid-State Electronics 51

      Pages: 1338-1343

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Ambipolar light-emitting transistors of a tetracene single crystal2007

    • Author(s)
      T. Takahashi, et. al.
    • Journal Title

      Advanced Functional Materials 17

      Pages: 1623-1628

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Electric-field effects of very high mobility organic single-crystal transistors2007

    • Author(s)
      J. Takeya, et. al.
    • Journal Title

      Matereial Research Society Symposium Proceedings 1003

      Pages: O07.09

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Organic crystal gate insulators for high-mobility organic single-crystal transistors2007

    • Author(s)
      M. Yamagishi, et. al.
    • Journal Title

      Matereial Research Society Symposium Proceedings 1003

      Pages: O08.07

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Field effect transistors of single crystal benzo-annulated fused oligothiophenes and oligoselenophenes2007

    • Author(s)
      Y. Tominari, et. al.
    • Journal Title

      Matereial Research Society Symposium Proceedings 1003

      Pages: O06.28

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Electric field-induced superconductivity2007

    • Author(s)
      Y. Iwasa
    • Organizer
      Alpine Workdhop on Organic FET
    • Place of Presentation
      Braunwald, Switzerland
    • Year and Date
      20071216-20071217
  • [Presentation] Gate-induced Insulator-Metal transition in Electric Double Layer Transistors2007

    • Author(s)
      Y. Iwasa
    • Organizer
      Second UK-JAPAN Workshop on Advanced Materials
    • Place of Presentation
      Edinburgh, UK
    • Year and Date
      20071211-20071212
  • [Presentation] Physics of Organic Field Effect Transistors2007

    • Author(s)
      岩佐 義宏
    • Organizer
      2nd Asian Physics Symposium
    • Place of Presentation
      Bandung, Indonesia
    • Year and Date
      20071129-20071130
  • [Presentation] Electronic and Optical Functions of Carbon Nanotube Thin Films2007

    • Author(s)
      Y. Iwasa
    • Organizer
      Japan-Korea Asian Core Program General Meeting
    • Place of Presentation
      宮城県、松島町
    • Year and Date
      20071003-20071004
  • [Presentation] 電気2重層ゲートによるSrTiO3の超伝導2007

    • Author(s)
      上野和紀, ら
    • Organizer
      日本物理学会第62回年次大会
    • Place of Presentation
      北海道、札幌市
    • Year and Date
      20070921-20070924
  • [Presentation] Application of Interface Control in Organic Devices: Ambipolar Light Emitting Transistor2007

    • Author(s)
      Y. Iwasa
    • Organizer
      The International workshop on "Electron transport through a linked molecule in nano-scale"
    • Place of Presentation
      東京都、文京区
    • Year and Date
      20070818-20070820
  • [Presentation] Charge transport at Organic/Organic and Organic/Inorganic Heterointerfaces in FET Structures2007

    • Author(s)
      Y. Iwasa
    • Organizer
      3rd Annual Organic Microelectronics Workshop
    • Place of Presentation
      Seattle、 USA
    • Year and Date
      20070708-20070711
  • [Presentation] 有機トランジスターにおける半導体物理2007

    • Author(s)
      岩佐義宏
    • Organizer
      JOEM Workshop's07有機トランジスター
    • Place of Presentation
      静岡県、熱海市
    • Year and Date
      20070705-20070707
  • [Presentation] Electric Double Layer Transistor2007

    • Author(s)
      Y. Iwasa
    • Organizer
      2007CERC国際シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京都、秋葉原
    • Year and Date
      20070522-20070525
  • [Presentation] FET構造を用いた有機/有機、有機/無機ヘテロ界面機能の探索2007

    • Author(s)
      岩佐義宏
    • Organizer
      PF研究会「高輝度真空紫外・軟X線放射光を用いた機能性有機・生体分子薄膜研究の新展開」
    • Place of Presentation
      茨城県、つくば市
    • Year and Date
      20070508-20070509
  • [Presentation] In-crystal and surface carrier transport in organic single crystal transistors2007

    • Author(s)
      J. Takeya
    • Organizer
      Alpine Workshop on Organic FET
    • Place of Presentation
      Braunwald, Switzerland
    • Year and Date
      2007-12-17
  • [Presentation] 有機トランジスタの基礎物理とその発展2007

    • Author(s)
      岩佐義宏
    • Organizer
      第15回エレクトロニクス基礎研究所公開シンポジウム
    • Place of Presentation
      大阪府、寝屋川市
    • Year and Date
      2007-12-07
  • [Presentation] 有機単結晶トランジスタの高移動度キャリア伝導2007

    • Author(s)
      竹谷純一
    • Organizer
      物性研究所短期研究会:物性化学のフロンティア2007
    • Place of Presentation
      東京都、東京大学物性研究所
    • Year and Date
      2007-11-20
  • [Presentation] High mobility organic single-crystal transistors2007

    • Author(s)
      J. Takeya
    • Organizer
      The 9th China-Japan Joint Symposium on Conduction and Photo-conduction in Organic Solids and Related Phenomena
    • Place of Presentation
      Beijing, China
    • Year and Date
      2007-10-27
  • [Presentation] 微小有機単結晶のための熱伝導率測定用MEMSデバイスの開発2007

    • Author(s)
      宇野真由美, 他
    • Organizer
      Sensor Symposium
    • Place of Presentation
      東京都、文京区
    • Year and Date
      2007-10-16
  • [Presentation] MEMSデバイスを用いた微小な有機単結晶の熱伝導率の測定2007

    • Author(s)
      岡田悠悟, 他
    • Organizer
      2007年熱測定学会
    • Place of Presentation
      北海道、札幌市
    • Year and Date
      2007-10-02
  • [Presentation] 有機半導体単結晶トランジスタの進化2007

    • Author(s)
      竹谷純一
    • Organizer
      日本物理学会シンポジウム:有機トランジスタの進化
    • Place of Presentation
      北海道、北海道大学
    • Year and Date
      2007-09-23
  • [Presentation] カーボンナノチューブ薄膜の電子・光機能2007

    • Author(s)
      岩佐義宏
    • Organizer
      金研講演会
    • Place of Presentation
      宮城県、仙台市
    • Year and Date
      2007-09-18
  • [Presentation] 高移動度有機単結晶トランジスタ2007

    • Author(s)
      竹谷純一
    • Organizer
      日本応用物理学会シンポジウム:有機デバイスの物性評価と有機FETの新展開
    • Place of Presentation
      北海道、北海道工業大学
    • Year and Date
      2007-09-07
  • [Presentation] 日本応用物理学会論文賞受賞記念講演:有機単結晶トランジスタのホール効果2007

    • Author(s)
      竹谷純一
    • Organizer
      2007年秋期 第68回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      北海道、北海道工業大学
    • Year and Date
      2007-09-05
  • [Presentation] 弾性樹脂を用いた有機半導体単結晶/イオン液体界面の作製と電気二重層トランジスタ2007

    • Author(s)
      平原律雄, 他
    • Organizer
      2007年秋季 第68回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      北海道、北海道工業大学
    • Year and Date
      2007-09-04
  • [Presentation] 高移動度有機単結晶トランジスタ特性のホール効果2007

    • Author(s)
      西川尚男, 他
    • Organizer
      2007年秋季 第68回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      北海道、北海道工業大学
    • Year and Date
      2007-09-04
  • [Presentation] 有機結晶フィルムトランジスタ2007

    • Author(s)
      富成征弘, 他
    • Organizer
      2007年秋季 第68回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      北海道、北海道工業大学
    • Year and Date
      2007-09-04
  • [Presentation] フッ素系樹脂をゲート絶縁膜に用いた有機単結晶トランジスタの出力特性2007

    • Author(s)
      宇野真由美, 他
    • Organizer
      2007年秋季第68回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      北海道、北海道工業大学
    • Year and Date
      2007-09-04
  • [Presentation] 有機単結晶トランジスタの半導体結晶表面への化学ドーピング2007

    • Author(s)
      山岸正和, 他
    • Organizer
      2007年秋季第68回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      北海道、北海道工業大学
    • Year and Date
      2007-09-04
  • [Presentation] High mobility organic single-crystal transistors2007

    • Author(s)
      J. Takeya
    • Organizer
      International Workshop on Electron Transport through a Linked Molecule in Nano-scale
    • Place of Presentation
      Tokyo Univ. Hongo, Tokyo
    • Year and Date
      2007-08-18
  • [Presentation] 有機単結晶トランジスタの高移動度キャリア伝導2007

    • Author(s)
      竹谷純一
    • Organizer
      東北大学金研研究会:有機トランジスタの学理と応用
    • Place of Presentation
      東北大学金属材料研究所
    • Year and Date
      2007-06-29
  • [Presentation] カーボンナノチューブの物性及びナノチューブトランジスタなど応用研究の最新動向2007

    • Author(s)
      岩佐義宏
    • Organizer
      カーボンナノ材料研究会
    • Place of Presentation
      大阪市、西区
    • Year and Date
      2007-06-15
  • [Presentation] 有機物のデバイス物理2007

    • Author(s)
      岩佐義宏
    • Organizer
      2007年度前期物理科学の最前線
    • Place of Presentation
      宮城県、仙台市
    • Year and Date
      2007-06-01
  • [Presentation] High mobility organic single-crystal transistors2007

    • Author(s)
      J. Takeya, et. al.
    • Organizer
      International Workshop, CERC
    • Place of Presentation
      Akihabara Convention Center, U.S.A.
    • Year and Date
      2007-05-22
  • [Presentation] 有機単結晶トランジスタの高移動度キャリア伝導2007

    • Author(s)
      竹谷純一
    • Organizer
      電力中央研究所研究会:先端技術の最近のトピックス新しいデバイスの創成へ向けて
    • Place of Presentation
      電力中央研究所
    • Year and Date
      2007-05-18
  • [Presentation] 薄膜状有機単結晶の高移動度トランジスタ2007

    • Author(s)
      竹谷純一
    • Organizer
      高エネルギー加速器研究機構PF研究会
    • Place of Presentation
      次城県、高エネルギー加速器研究機構
    • Year and Date
      2007-05-08
  • [Presentation] Electric-field effects of high-mobility organic single-crystal transistors2007

    • Author(s)
      J. Takeya, et. al.
    • Organizer
      Matereial Research Society, Spring Meeting
    • Place of Presentation
      San Francisco Convention Center, U.S.A.
    • Year and Date
      2007-04-09
  • [Presentation] Organic crystal gate insulators for high-mobility organic single-crystal transistors2007

    • Author(s)
      M. Yamagishi, et. al.
    • Organizer
      Matereial Research Society, Spring Meeting
    • Place of Presentation
      San Francisco Convention Center, U.S.A.
    • Year and Date
      2007-04-09
  • [Presentation] Field effect transistors of single crystal benzo-annulated fused oligothiophenes and oligoselenophenes2007

    • Author(s)
      Y. Tominari, et. al.
    • Organizer
      Matereial Research Society, Spring Meeting
    • Place of Presentation
      San Francisco Convention Center, U.S.A.
    • Year and Date
      2007-04-09
  • [Presentation] High-mobility organic single-crystal transistors with secondary gates on the source and drain electrodes2007

    • Author(s)
      K. Hara, et. al.
    • Organizer
      Matereial Research Society, Spring Meeting
    • Place of Presentation
      San Francisco Convention Center, U.S.A.
    • Year and Date
      2007-04-09
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.chem.sci.osaka-u.ac.jp/lab/nakazawa/takeya/Top.html

  • [Patent(Industrial Property Rights)] 電界効果トランジスタおよび電界効果トランジスタの製造方法2008

    • Inventor(s)
      竹谷純一、小野新平
    • Industrial Property Rights Holder
      竹谷純一、小野新平
    • Industrial Property Number
      特願2008-004630号
    • Filing Date
      2008-01-11
  • [Patent(Industrial Property Rights)] イオン液体電解質を用いた電界効果トランジスタ2008

    • Inventor(s)
      竹谷純一、小野新平、関志朗
    • Industrial Property Rights Holder
      竹谷純一、小野新平、関志朗
    • Industrial Property Number
      特願2008-004629号
    • Filing Date
      2008-01-11

URL: 

Published: 2010-02-04   Modified: 2016-04-21  

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