2019 Fiscal Year Annual Research Report
Deposition of High Performance Organic Thin Films by Atomizing Crystallization Using Supercritical Carbon Dioxide and the Development to Thin Films Design
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17H03440
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
内田 博久 金沢大学, フロンティア工学系, 教授 (70313294)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田村 和弘 金沢大学, 機械工学系, 教授 (20143878)
春木 将司 金沢大学, 機械工学系, 准教授 (90432682)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 製膜 / 有機薄膜 / 噴霧晶析 / 超臨界二酸化炭素 / 薄膜設計 / 有機薄膜トランジスタ / TIPSペンタセン / 溶解度 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
超臨界二酸化炭素利用の噴霧晶析法により得られるTIPSペンタセン薄膜の結晶特性および電気的特性（有機薄膜トランジスタ(TFT)性能）に及ぼす操作因子（①基板表面状態[自己組織化単分子膜（ヘキサメチルジシラザン(HMDS)，オクチルトリクロロシラン(OTS)，オクタデシルトリクロロシラン(ODTS)，フェニルトリクロロシラン(PTS)およびフェネチルトリクロロシラン(PETS)）による基板表面処理]，②基板傾斜角度，③基板温度）の影響を系統的に調査した。その結果，基板表面処理により基板の表面自由エネルギー（基板表面の安定性）が変化し，薄膜の成長機構が変化することを明らかにした。さらに，HMDSとOTS処理によりTFTのキャリア移動度が一桁向上することがわかった。次に，基板傾斜角度を増加させることにより，堆積粒子の減少と結晶粒の基板水平方向への成長促進による成長方向の制御により薄膜の均一性と結晶性が向上し，これによりキャリア移動度が一桁程度向上することを示した。最後に，基板上の結晶成長単位の運動エネルギー増加に寄与する基板温度上昇ならびに基板の表面自由エネルギーを低下させる表面処理（溶質－基板間相互作用の低下）により表面集積過程を促進させることで，結晶粒サイズが減少し，TFTのキャリア移動度が低下することがわかった。これは，表面集積過程の促進が，基板水平方向の結晶成長よりも，結晶と基板表面に到達した結晶成長単位の再揮発を促進したことが原因であると考える。
さらに，我々が開発した紫外可視分光光度計を利用した飽和溶解圧力探索法により温度353.2及び373.2 K，圧力18～25 MPaの超臨界二酸化炭素に対するTIPSペンタセンの高精度な溶解度を蓄積した。さらに，半経験式であるChrastil式により得られた溶解度の良好な計算が可能であることを示した。
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| Research Progress Status |
令和元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 |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(9 results)
