2021 Fiscal Year Annual Research Report
Research and development of non-uniform compensation circuits for organic transistors using floating gate structure
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20K21003
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
関谷 毅 大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (80372407)
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2020-07-30 – 2022-03-31
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| Keywords | フレキシブルエレクトロニクス / 有機トランジスタ / 特性補償技術 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、研究代表者関谷らが世界に先駆けて開発した「フローティング（浮遊）ゲート型有機不揮発性メモリトランジスタ技術」と、「柔軟性に優れたフレキシブルトランジスタ技術」を融合させることで、フレキシブル有機トランジスタ素子間の特性バラツキを動的に抑制する「特性補償技術を開発」し、数日間の連続駆動に対して安定動作するフレキシブルトランジスタ集積回路を実現する取り組みである。研究開発期間中に、以下に示す３つの目標を中心に取り組みデバイス作製と電気的特性評価を実施してきた。
１）浮遊ゲート型フレキシブル有機トランジスタのプロセス最適化を目的に、浮遊ゲート型フレキシブル有機トランジスタのトランジスタサイズ（チャネル長、チャネル幅、絶縁膜厚み）、各種有機半導体材料（低分子、高分子、P型、N型）をパラメータとしてトランジスタを作製し、その電気的特性、閾値バラツキの定量的評価を行った。その結果、移動度2cm2/Vsという極めて良好な移動度を実現した。
２）閾値ばらつき( = <100 mV)の実現を目指し、浮遊ゲート型有機トランジスタによる閾値変調効果の確認と動的制御の有用性検証に取り組んだ。その結果、駆動電圧2 Vと低電圧での駆動においても、駆動周波数100kHzの回路ブロックを実現することができた。一連の取り組みにおいて得た特性バラツキの少ないトランジスタ製作技術の成果は、世界的な欧文学術論文誌Nature Communicationsへ掲載された。
３）浮遊ケート型構造の動的特性補正技術に加えて、さらに長期的な特性補償実現できる技術として「光プロセスによる特性補償技術」の開発に成功し、世界的な学術論文誌Advanced Materialsに掲載された。
一連の特性補償技術を実現し、大規模なシート型圧電システムを構築することで、その有用性を示し、世界的論文にの掲載など高い評価を受けた。
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