2008 Fiscal Year Annual Research Report
有機半導体・完全単結晶の成長機構の解明と電子デバイスの応用
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20245038
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
板谷 謹悟 Tohoku University, 原子分子材料科学高等研究機構, 教授 (40125498)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
池田 進 東北大学, 原子分子材料科学高等研究機構, 助教 (20401234)
湊 丈俊 東北大学, 国際高等研究教育機構, 助教 (10415309)
葛目 陽義 東北大学, 原子分子材料科学高等研究機構, 助教 (20445456)
吹留 博一 東北大学, 電気通信研究所, 助教 (10342841)
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| Keywords | 有機半導体デバイス / 固液界面 / 原子間力顕微鏡 |
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| Research Abstract |
有機電界効果型トランジスタ(FET)への応用として注目されている有機半導体材料を「固液界面」で結晶成長させることで、従来の蒸着法で得られた結晶性薄膜に比べ、極めて欠陥の少ない良質な結晶を得られることをこれまでの研究で明らかにしてきた。この「固液界面」で結晶成長させる事によって得られた無欠陥に近い単結晶を用いて、キャリア移動度と結晶構造との相関を検討する事は、有機半導体の本質的な電子特性を検討する上で極めて重要な意義を持つ。当該研究期間では研究計画に従い、多くの有機分子の液相結晶化過程を解明するとともに、有機FETへの応用を展開した。
(1) 非接触原子問力顕微鏡の液体中への適応 : 従来、絶縁体に使用できないSTMに代わり、非接触型AFHを用いてペンタセンやルブレンなどの有機分子について、分子分解能を有する表面構造観察に成功した。さらに有機半導体単結晶の成長過程の解明を目的とし、FM-AFM制御回路及びユニットに改良を加え、原子・分子分解能を有する液中非接触型AFM装置の構築・確立に成功し、条件の最適化について現在遂行している。
(2) レザー共焦点微分干渉顕微鏡(LCM-DIM)によるマクロレベルの評価法の確立 : AFMの様な原子・分子レベルでの表面構造を有機単結晶全体で評価可能なLCM-DIMを用いて、有機単結晶の表面構造を検討した。その結果、無欠陥に近い表面構造が結晶全体に渡る事を見出した。
(3) デバイスの試作と性能評価 : 有機半導体単結晶の電子物性評価のため、Time-of-flight (TOF)法によるキャリア移動度の測定、電界効果トランジスタの作製を遂行しでいる。
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