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2020 Fiscal Year Annual Research Report

Classifying the interfacial traps in organic field-effect transistors and revealing the mechanism of the formation of low-trap-density interfaces

Research Project

Project/Area Number 18H01855
Research InstitutionYamagata University

Principal Investigator

松井 弘之  山形大学, 大学院有機材料システム研究科, 准教授 (80707357)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Keywords有機トランジスタ / 有機半導体 / トラップ / ノイズ / バイアスストレス
Outline of Annual Research Achievements

印刷法で作製された有機トランジスタのノイズを低減するための方法として、素子寸法による制御とチャネル層への高分子ブレンドの2つを検討した。素子寸法については、チャネル長Lの増加とチャネル幅Wの増加はいずれもゲート入力電圧換算ノイズを低減する効果を持ち、L=10um, W=700umの素子に対して、L=100um, W=3500umの素子のノイズは約5分の1であった。一方、チャネル層として低分子有機半導体のみの溶液を塗布した場合と比べて、チャネル層として低分子半導体:高分子絶縁体混合溶液を塗布した場合のノイズは約50分の1であった。両方の手法を合わせることにより、2桁半程度のノイズの改善が見られた。これは、近接センサや脈波センサと組み合わせて利用するには十分なノイズ性能であるが、脳波センサと組み合わせて利用するにはさらに1桁程度の向上が必要である。
また、より低ノイズで高性能な印刷型有機トランジスタを作製するため、成膜条件を自動で最適化するシステムの構築を試みた。そのため、自動で成膜を行う装置、自動で測定を行う装置、および効率的に条件探索を行うベイズ最適化プログラムをそれぞれ開発した。これらを統合することで、効率的に有機トランジスタの性能向上が行えると期待される。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (15 results)

All 2021 2020

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 1 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 5 results) Book (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Paper-based lactate biofuel cell array with high power output2021

    • Author(s)
      Shitanda Isao、Morigayama Yukiya、Iwashita Risa、Goto Himeka、Aikawa Tatsuo、Mikawa Tsutomu、Hoshi Yoshinao、Itagaki Masayuki、Matsui Hiroyuki、Tokito Shizuo、Tsujimura Seiya
    • Journal Title

      Journal of Power Sources

      Volume: 489 Pages: 229533~229533

    • DOI

      10.1016/j.jpowsour.2021.229533

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Printed Strain Sensor with High Sensitivity and Wide Working Range Using a Novel Brittle?Stretchable Conductive Network2020

    • Author(s)
      Wang Yi-Fei、Sekine Tomohito、Takeda Yasunori、Hong Jinseo、Yoshida Ayako、Matsui Hiroyuki、Kumaki Daisuke、Nishikawa Takao、Shiba Takeo、Sunaga Tadahiro、Tokito Shizuo
    • Journal Title

      ACS Applied Materials & Interfaces

      Volume: 12 Pages: 35282~35290

    • DOI

      10.1021/acsami.0c09590

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Flexible inkjet-printed dual-gate organic thin film transistors and PMOS inverters: Noise margin control by top gate2020

    • Author(s)
      Singh Subhash、Takeda Yasunori、Matsui Hiroyuki、Tokito Shizuo
    • Journal Title

      Organic Electronics

      Volume: 85 Pages: 105847~105847

    • DOI

      10.1016/j.orgel.2020.105847

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Regioisomeric control of layered crystallinity in solution-processable organic semiconductors2020

    • Author(s)
      Inoue Satoru、Higashino Toshiki、Arai Shunto、Kumai Reiji、Matsui Hiroyuki、Tsuzuki Seiji、Horiuchi Sachio、Hasegawa Tatsuo
    • Journal Title

      Chemical Science

      Volume: 11 Pages: 12493~12505

    • DOI

      10.1039/d0sc04461j

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 有機トランジスタのデジタル印刷回路形成技術および機械学習を活用した分子設計2021

    • Author(s)
      松井弘之
    • Organizer
      有機エレクトロニクス研究会
    • Invited
  • [Presentation] 印刷型有機トランジスタを用いた超フレキシブル近接センサアレイ2021

    • Author(s)
      和田英樹、庄司樹、宇都滉大、杉本俊之、松井弘之
    • Organizer
      第68回応用物理学会春季学術講演会
  • [Presentation] 印刷法による抵抗器および温度センサの作製と評価2021

    • Author(s)
      川上圭太、今宮健介、松井弘之
    • Organizer
      第68回応用物理学会春季学術講演会
  • [Presentation] 延長ゲート型有機トランジスタアレイを用いた隠れ静電気イメージング2021

    • Author(s)
      宇都滉大、庄司樹、和田英樹、杉本俊之、松井弘之
    • Organizer
      第68回応用物理学会春季学術講演会
  • [Presentation] 完全フレキシブルセンシングシステム実現に向けた取り組み2020

    • Author(s)
      松井弘之
    • Organizer
      第59回日本生体医工学会大会
    • Invited
  • [Presentation] Flexible and Printed Organic Transistors and Their Application to Electrochemical Health Monitors2020

    • Author(s)
      Hiroyuki Matsui
    • Organizer
      ECS Yamagata Student Chapter
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 電界を測るフレキシブルセンサ2020

    • Author(s)
      松井弘之
    • Organizer
      第3回ソフトロボット創成シンポジウム
    • Invited
  • [Presentation] オンデマンド印刷で作る有機集積回路2020

    • Author(s)
      松井弘之
    • Organizer
      薄膜材料デバイス研究会 第17回研究集会
    • Invited
  • [Presentation] マテリアルズインフォマティクスによる光・電子機能性有機材料の設計2020

    • Author(s)
      松井弘之、岡田智悠
    • Organizer
      第69回高分子討論会
  • [Book] Organic Semiconductors for Optoelectronics2021

    • Author(s)
      Hiroyoshi Naito
    • Total Pages
      384
    • Publisher
      Wiley
    • ISBN
      1119146100
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 静電気センサおよび静電気センサシステム2021

    • Inventor(s)
      松井弘之、杉本俊之
    • Industrial Property Rights Holder
      国立大学法人山形大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      P2021J008

URL: 

Published: 2021-12-27  

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