2021 Fiscal Year Annual Research Report
Fundamental development for realization of high-performance organic transistors based on molecular orientation and interface control
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19H02171
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
北村 雅季 神戸大学, 工学研究科, 教授 (10345142)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石田 謙司 神戸大学, 工学研究科, 教授 (20303860)
服部 吉晃 神戸大学, 工学研究科, 助教 (90736654)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 有機トランジスタ / 閾値電圧 / 単分子膜 / 配向膜 / コンタクト抵抗 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では実用に耐えうる低電圧，高速動作可能な有機トランジスタの開発を目指して，それを実現するための基盤技術開発に取り組んだ．特に，[A]有機薄膜の配向性，[B]金属表面の単分子膜，[C]酸化物の表面処理とドーピング，[D]有機半導体へのドーピング，[E]顕微ラマン分光に関わる技術を駆使して，目標とする特性を実現することを目指した．[A]有機薄膜の配向性については，下の表面状態を制御することにより，結晶性の優れた有機薄膜を得ることに成功した．また，その有機薄膜をチャネル層とする薄膜トランジスタを作製し，移動度の向上を確認した．[B]金属表面の単分子膜については，単分子膜形成に分極の異なる分子を使用し，分極に依存した，広い範囲の仕事関数が得られた．実際に，この電極を有機トランジスタに応用し，単分子膜の種類とトランジスタ特性との関係を調べた．結果として，正孔輸送型のトランジスタについては，仕事関数が大きく，分子が短い単分子膜が適していることを明らかにした．[C]酸化物の表面処理とドーピングについては，単分子膜の表面状態を制御することにより，有機薄膜の濡れ性を適度に向上させ，かつ，トランジスタ特性の向上にもつながる条件を見出した． [D]有機半導体のフェルミ準位制御については，インピーダンス分光により酸素プラズマ処理により閾値電圧制御した有機MOSキャパシタについて，酸素プラズマにより生じたエネルギー準位を明らかにした．さらに，トランジスタに応用した際の安定性を調べ，動的に，閾値電圧を制御することに成功した．[E]顕微ラマン分光については，これまで得られた知見を応用し，一般的な金属顕微鏡によっても，配向性を議論できる観察手法に展開した．さらに，量子化学計算による計算結果によって，その観察結果が妥当であることを示した．
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| Research Progress Status |
令和3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3年度が最終年度であるため、記入しない。
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