2018 Fiscal Year Research-status Report
機能性コアを持つスターポリマーの精密合成と有機デバイス応用
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18K14300
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
相見 順子 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, 主任研究員 (80579821)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 有機トランジスタメモリ / スターポリマー / フタロシアニン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、機能性分子をコアにもつスターポリマーをナノフローティングゲートに用いた有機トランジスタメモリ（OFETメモリ）開発を目的としている。初年度は、実施計画通り、まずはメモリデバイス性能の向上及びメモリメカニズムの詳細な解析を行った。スターポリマーのアーム長を精密重合法により調節することで、ナノフローティングゲートの薄膜内での密度を調節し、メモリ性能を向上させる従来にない新たな手法を確立した。また、ソフトな記録層材料作成にも取り組んだ。アームポリマーにn-ブチルアクリレートを導入したフタロシアニンコア型スターポリマーを新規合成し、メモリデバイス性能を評価した。得られたスターポリマーを電荷蓄積層、ペンタセンを有機半導体層として作成したメモリデバイスは、ポリマー上でのペンタセンの結晶性が悪く、電荷移動度が低いOFETであった。そのため、n-ブチルアクリレートとポリスチレンのブロックコポリマー(PnBA-b-PS)をアームとするPcコア型スターポリマーを合成した。このジブロックスターポリマーは、曲げ伸ばしが可能なフレキシブルポリマーであり、ペンタセンを有機半導体に用いたOFETメモリを作成したところ、不揮発性メモリとしての特徴を示した。ソフトなナノフローティングゲートの作成に成功したため、今後さらに、このフレキシブルなナノフローティングゲートを用いた有機メモリ開発を進める予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度は研究計画に沿って、メモリデバイス性能の向上及びメカニズムの詳細な解析を行った。当初の計画通り、電荷蓄積部位であるPcコアの密度を、アームポリマーの長さを精密重合法により微調整することで調節し、メモリウィンドウ（しきい値シフト）を増大させることに成功した。フレキシブルメモリに向けたソフトなナノフローティングゲートの作成に関しては、当初計画していたスターポリマーでは電荷移動度の著しく低いOFETとなったため、新たに、ポリスチレンとn-ブチルアクリレートのブロックコポリマーをアームに持つPcコア型スターポリマーを作成し、有機メモリの評価を行った。得られたスターポリマーを有するOFETメモリにマイナスのゲート電圧を印加すると、マイナスの閾値シフトが見られ、ソフトなナノフローティングゲートの作成に成功した。
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| Strategy for Future Research Activity |
まず、得られたソフトなナノフローティングゲート材料を用いた有機メモリに関して、精査する。電荷移動度、メモリウィンドウ、メモリ保持時間、書き込み繰り返し回数などの評価を行い、メモリ性能の高性能化を目指す。また、デバイス全体のフレキシブル化に挑戦する。ポリマー基板上でのOFETメモリ作成を行い、曲げた状態でのメモリ性能評価を行う。
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| Causes of Carryover |
購入予定であった試薬を別予算で購入し、本年度はOFET測定用のプローバーを購入したため、差額が生じた。次年度は、本年度未使用分と合わせて、メモリデバイス測定装置の購入を計画している。
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