2011 Fiscal Year Annual Research Report
Project/Area Number |
20676005
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Research Institution | The University of Tokyo |
Principal Investigator |
染谷 隆夫 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (90292755)
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Keywords | 有機半導体 / ナノエレクトロニクス / 大面積エレクトロニクス / 有機デバイス / 印刷技術 / ナノプリンティング / カーボンナノチューブ / フレキシブルエレクトロニクス |
Research Abstract |
本課題では、ナノ微細化された有機トランジスタと伸縮性の配線を集積化し、曲げても引っ張っても壊れない伸縮自在で丈夫な大面積シート集積回路を試作することを目的としている。さらに、有機トランジスタとシリコンLSIを融合し、大面積シート集積回路の設計と製造技術を確立することを目的としている。 今年度、伸縮基板材料の最適化、伸縮導体と基板材料の密着性の向上、さらに長尺のナノチューブを活用し、伸縮率150%の大面積シート集積回路を作製を行った。さらにこの伸縮基板を用いて1MHzの周波数応答を持つ有機トランジスタの性能を生かすために、伸縮導体の低抵抗化を実施した。さらに、伸縮エレクトロニクスの学理を深めるために伸縮性カーボンナノチューブの伝導機構の解明をめざし、機械的特性と伸縮特性、材料の密着を高性能に評価できる計測系を確立することに成功した。 より具体的には、有機半導体と金属電極の界面における伝導については多くの研究がされており、従来のバンド理論に基づく伝導現象として理解されている。一方で今回のように、形状が変化する導電性ゴムや導電性ゲルと金属電極との界面では、物質間のキャリア授受に伴う酸化還元現象や電気泳動現象などを伴う伝導機構が関係し、従来の界面とは異なる物性を示すと考えられる。このような新規の界面における伝導を、試料水平型X線回折装置や電気化学計測手法を用いて詳細に調べ、伸縮性材料のデバイス物理をミクロな界面現象から、マクロな材料の機械的強度まで評価することが出来た。また、自己組織化膜を用いることで金属-金属界面に近いオーミック界面を、伸縮材料においても実現し、伸縮性エレクトロニクスの高性能化に繋げる新しい材料物性を解明することが出来た。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初目標である大面積な伸縮性エレクトロニクスシートの試作を実施するだけでなく、伸縮材料で課題であった伸縮時の信頼性を、各界面において有効な材料ナノ物性制御を見出し、独自の新たな切り口で解決することが出来た。
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Strategy for Future Research Activity |
この伸縮エレクトロニクスの信頼性を実用化レベルまで向上させ、生体の表明に貼り付けることのできるセンサを実現する予定である。この際、各センサセルを1mmまで微細化し高精細で高感度な伸縮センサシートを実現する。
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[Journal Article] Contact Resistance and Megahertz Operation of Aggressively Scaled Organic Transistors2012
Author(s)
U.Zschieschang, F.Ante, D.Kalblein, T.Yamamoto, K.Takimiya, H.Kuwabara, M.Ikeda, T.Sekitani, T.Someya, J.Blochwitz-Nimoth, H.Klauk
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Journal Title
Small
Volume: vol.8, no.1
Pages: 73-79
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Organic transistors with high thermal stability for medical applications2012
Author(s)
Kazunori Kuribara, He Wang, Naoya Uchiyama, Kenjiro Fukuda, Tomoyuki Yokota, Ute Zschieschang, Cherno Jaye, Daniel Fischer, Hagen Klauk, Tatsuya Yamamoto, Kazuo Takimiya, Masaaki Ikeda, Hirokazu Kuwabara, Tsuyoshi Sekitani, Yueh-Lin Loo, Takao Someya
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Journal Title
Nature Communications
Volume: 1721(印刷中)(掲載確定)
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Spatial control of the threshold voltage of low-voltage organic transistors by microcontact printing of alkyl- and fluoroalkyl-phosphonic acids2011
Author(s)
Ikue Hirata, Ute Zschieschang, Frederik Ante, Tomoyuki Yokota, Kazunori Kuribara, Tatsuya Yamamoto, Kazuo Takimiya, Masaaki Ikeda, Hirokazu Kuwabara, Hagen Klauk, Tsuyoshi Sekitani, Takao Someya
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Journal Title
MRS Communications
Volume: 1
Pages: 33-36
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Dinaphtho[2,3-b:2',3'-f]thieno[3,2-b]thiophene (DNTT) thin-film transistors with improved performance and stability2011
Author(s)
U.Zschieschang, F.Ante, D.Kalblein, T.Yamamoto, K.Takimiya, H.Kuwabara, M.Ikeda, T.Sekitani, T.Someya, J.Blochwitz-Nimoth, H.Klauk
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Journal Title
Organic Electronics
Volume: Vol.12, no.8
Pages: 1370-1375
Peer Reviewed
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[Journal Article] A 4 V operation, flexible Braille display using organic transistors, carbon nanotube actuators, and organic SRAM2011
Author(s)
Kenjiro Fukuda, Tsuyoshi Sekitani, Ute Zschieschang, Hagen Klauk, Kazunori Kuribara, Tomoyuki Yokota, Takushi Sugino, Kinji Asaka, Masaaki Ikeda, Hirokazu Kuwabara, Tatsuya Yamamoto, Kazuo Takimiya, Takanori Fukushima, Takuzo Aida, Makoto Takamiya, Takayasu Sakurai, Takao Someya
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Journal Title
Advanced Functional Materials
Volume: 21
Pages: 4019-4027
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Organic Pseudo-CMOS Circuits for Low Voltage, Large Gain, High-Speed Operation2011
Author(s)
Kenjiro Fukuda, Tsuyoshi Sekitani, Tomoyuki Yokota, Kazunori Kuribara, Tsung-Ching Huang, Takayasu Sakurai, Ute Zschieschang, Hagen Klauk, Masaaki Ikeda, Hirokazu Kuwabara, Tatsuya Yamamoto, Kazuo Takimiya, Kwang-Ting Cheng, Takao Someya
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Journal Title
IEEE Electron Device Letters
Volume: 32
Pages: 1448-1450
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Low-voltage organic transistor with subfemtoliter inkjet source-drain contacts2011
Author(s)
Tomoyuki Yokota, Tsuyoshi Sekitani, Yu Kato, Kazunori Kuribara, Ute Zschieschang, Hagen Klauk, Tatsuya Yamamoto, Kazuo Takimiya, Hirokazu Kuwabara, Masaaki Ikeda, Takao Someya
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Journal Title
MRS Communications
Volume: 1
Pages: 3-6
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Control of threshold voltage in low-voltage organic complementary inverter circuits with floating gate structure2011
Author(s)
Tomoyuki Yokota, Takashi Nakagawa, Tsuyoshi Sekitani, Yoshiaki Noguchi, Kenjiro Fukuda, Ute Zschieschang, Hagen Klauk, Ken Takeuchi, Makoto Takamiya, Takayasu Sakurai, Takao Someya
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Journal Title
Applied Physics Letters
Volume: 98
Pages: 193302
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] サブフェムトリッターインクジェット装置を用いた微細電極の特性評価と低電圧駆動回路応用2012
Author(s)
横田知之, 加藤裕, 野口儀晃, Ute Zschieschang, Hagen Klauk, 山本達也, 瀧宮和男, 池田征明, 桑原博一, 関谷毅, 染谷隆夫
Organizer
2012年春季第59回応用物理関係連合講演会,17a-F9-8
Place of Presentation
早稲田大学,東京
Year and Date
2012-03-17
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[Presentation] スタンプ法による自己組織化単分子膜の観察と高解像度局所制御2012
Author(s)
平田郁恵, Ute Zschieschang, Frederik Ante, 横田知之, 栗原一徳, 山本達也, 瀧宮和男, 池田征明, 桑原博一, Hagen Klauk, 関谷毅, 染谷隆夫
Organizer
2012年春季第59回応用物理関係連合講演会,17p-F9-6
Place of Presentation
早稲田大学,東京
Year and Date
2012-03-17
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[Presentation] Sheet-type Organic Active Matrix Amplifier System using Vth-Tunable, Pseudo-CMOS Circuits with Floating-gate Structure2011
Author(s)
Tomoyuki Yokota, Tsuyoshi Sekitani, Takeyoshi Tokuhara, Ute Zschieschang, Hagen Klauk, Tsung-Ching, Makoto Takamiya, Takayasu Sakurai, Takao Someya
Organizer
2011 IEEE International Electron Devices Meeting (IEDM)
Place of Presentation
Washington, DC, U.S.A(ORAL)
Year and Date
20111205-20111207
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[Presentation] Subfemtoliter Inkjets and Organic Transistor Integrated Circuits for Low Voltage, Large Gain, High-Speed Operation2011
Author(s)
Takao Someya, Tsuyoshi Sekitani, Tomoyuki Yokota, Ute Zschieschang, Hagen Klauk
Organizer
Material Research Sociately (MRS) Fall meeting, Symposium U : Charge Generation/Transport in Organic Semiconductor Materials
Place of Presentation
Hynes Convention Center, Boston, MA, U.S.A(招待講演)
Year and Date
20111128-20111202
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[Presentation] Compliant, large-area organic active-matrix LED pixel circuits driven by organic floating-gate transistors2011
Author(s)
Tsuyoshi Sekitani, Tsung-Ching Huang, Koichi Ishida, Kazuo Takimiya, Makoto Takamiya, Takayasu Sakurai, Takao Someya
Organizer
Material Research Sociately (MRS) Fall meeting, Symposium R : Compliant electronics and photonics
Place of Presentation
Hynes Convention Center, Boston, MA, U.S.A(ORAL)
Year and Date
20111128-20111202
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[Presentation] 3V-Operation Organic Transistors on Shape-Memory Film with Polyimide Planarization Layer2011
Author(s)
Yu Kato, Tsuyoshi Sekitani, Tomoyuki Yokota, Ute Zschieschang, Hagen Klauk, Tatsuya Yamamoto, Kazuo Takimiya, Masaaki Ikeda, Hirokazu Kuwabara, Takao Someya
Organizer
2011 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM 2011)
Place of Presentation
Aichi Industry & Labor Center (WINC AICHI), Nagoya, Japan(ORAL)
Year and Date
20110928-20110930
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[Presentation] Spatial Control of the Threshold Voltage of Low-Voltage Organic Transistors by Microcontact Printing of Alkyl- and Fluoroalkyl-phosphonic Acids2011
Author(s)
Ikue Hirata, Ute Zschieschang, Frederik Ante, Tomoyuki Yokota, Kazunori Kuribara, Tatsuya Yamamoto, Kazuo Takimiya, Masaaki Ikeda, Hirokazu Kuwabara, Hagen Klauk, Tsuyoshi Sekitani, Takao Someya
Organizer
2011 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM 2011)
Place of Presentation
Aichi Industry & Labor Center (WINC AICHI), Nagoya, Japan(ORAL)
Year and Date
20110928-20110930
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[Presentation] Oxygen Plasma Process of Self-assembled Monolayer Gate Dielectric for 2-V Operation High-mobility Organic TFT2011
Author(s)
Kazunori Kuribara, Takashi Nakagawa, Kenjiro Fukuda, Tomoyuki Yokota, Tsuyoshi Sekitani, Ute Zschieschang, Hagen Klauk, Tatsuya Yamamoto, Kazuo Takimiya, Takao Someya
Organizer
2011 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM 2011)
Place of Presentation
Aichi Industry & Labor Center (WINC AICHI), Nagoya, Japan(ORAL)
Year and Date
20110928-20110930
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[Presentation] スタンプ法による低電圧駆動有機インバータのスイッチ電圧制御2011
Author(s)
平田郁恵, Ute Zschieschang, Frederik Ante, 横田知之, 栗原一徳, 山本達也, 瀧宮和男, 池田征明, 桑原博一, Hagen Klauk, 関谷毅, 染谷隆夫
Organizer
2011秋季応用物理学会学術講演会
Place of Presentation
山形大学,山形(口頭発表)
Year and Date
20110829-20110902
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[Presentation] 高分子封止膜のよる有機トランジスタの耐熱性改善2011
Author(s)
栗原一徳, He Wang, 内山直哉, 福田憲二郎, 横田知之, 関谷毅, Ute Zschieshang, Cherno Jaye, Daniel Fischer, Hagen Klauk, 山本達也, 瀧宮和男, 池田征明, 桑原博一, Yueh-Lin Loo, 染谷隆夫
Organizer
第72回応用物理学会学術講演会、12.9有機トランジスタ:30a-R-10
Place of Presentation
山形大学,山形(口頭発表)
Year and Date
20110829-20110902
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[Presentation] 形状記憶フィルム基板上への3V駆動有機トランジスタの作製と回路応用2011
Author(s)
加藤裕, 関谷毅, 横田知之, Ute Zschieschang, Hagen Klauk, 山本達也, 瀧宮和男, 池田征明, 桑原博一, 染谷隆夫
Organizer
第72回応用物理学会学術講演会、12.9有機トランジスタ:31a-R-9
Place of Presentation
山形大学,山形(口頭発表)
Year and Date
20110829-20110902
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[Presentation] スタンプ法による低電圧駆動有機インバータのスイッチ電圧制御2011
Author(s)
平田郁恵, Ute Zschieschang, Frederik Ante, 横田知之, 栗原一徳, 山本達也, 瀧宮和男, 池田征明, 桑原博一, Hagen Klauk, 関谷毅, 染谷隆夫
Organizer
第72回応用物理学会学術講演会、12.9有機トランジスタ:31a-R-10
Place of Presentation
山形大学,山形(口頭発表)
Year and Date
20110829-20110902
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[Presentation] Stretchable Organic Transistor2011
Author(s)
Tsuyoshi Sekitani, Takao Someya
Organizer
the Collaborative Conference on 3D & Materials Research (CC3DMR) 2011
Place of Presentation
Jeju International Convention Center, Jeju, South Korea(招待講演)
Year and Date
20110627-20110701
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[Presentation] Power Meter System Integrating 100-V Organic PMOS Rectifier with 20-V Organic CMOS Digital and Analog Circuits2011
Author(s)
Tsuyoshi Sekitani, Koichi Ishida, Tsung-Ching Huang, Kentaro Honda, Hiroyoshi Nakajima, Hiroki Maeda, Tatsuya Yamamoto, Kazuo Takimiya, Masaaki Ikeda, Hirokazu Kuwabara, Makoto Takamiya, Takayasu Sakurai, Takao Someya
Organizer
Material Research Society (MRS) Spring Meeting, Symposium T, "Low-Temperature-Processed Thin-Film Transistors"
Place of Presentation
Moscone West Convention Center, San Francisco, U.S.A.(POSTER)
Year and Date
20110425-20110429
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[Presentation] 平滑化による形状記憶フィルム上への低電圧駆動有機トランジスタの作製2011
Author(s)
加藤裕, 関谷毅, 横田知之, 栗原一徳, Ute Zschieschang, Hagen Klauk, 山本達也, 瀧宮和男, 池田征明, 桑原博一, 染谷隆夫
Organizer
2011年電子情報通信学会有機エレクトロニクス研究会(OME), 5
Place of Presentation
機械振興会館,東京
Year and Date
2011-12-21
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[Presentation] 形状記憶フィルム基板上への3V駆動有機トランジスタの作製と回路応用2011
Author(s)
加藤裕, 関谷毅, 横田知之, Ute Zschieschang, Hagen Klauk, 山本達也, 瀧宮和男, 池田征明, 桑原博一, 染谷隆夫
Organizer
2011年秋季第72回応用物理学学術講演会,31a-E-9
Place of Presentation
山形大学,山形(口頭発表)
Year and Date
2011-09-02
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