2023 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of the mechanism of organic film deposition by rapid expansion of supercritical solutions (RESS) using CO2 and its application to general-purpose technology
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21H01688
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
内田 博久 金沢大学, フロンティア工学系, 教授 (70313294)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
島村 一利 金沢大学, 総合技術部(理工), 技術職員 (80869991)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 有機半導体 / 製膜 / 二酸化炭素 / 超臨界溶体急速膨張法 / 薄膜設計 / Ph-BTBT-10 / 有機薄膜トランジスタ / 高性能化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
CO2を利用した超臨界溶体急速膨張法（RESS法）による有機製膜に及ぼす操作因子の影響解明を実施した。具体的には，2-デシル-7-フェニル[1]ベンゾチエノ[3,2-b][1]ベンゾチオフェン（Ph-BTBT-10）を用いて，1) 基板表面状態［種々の自己組織化単分子膜（SAM）による基板表面処理］と2) 薄膜のアニール処理（熱処理），の影響を調査し，有機薄膜機構解明に繋がるデータ蓄積を行った。まず，1,1,1,3,3,3-ヘキサメチルジシラザン（HMDS），トリクロロオクタデシルシラン（ODTS）またはトリメトキシ（1H,1H,2H,2H-ヘプタデカフルオロデシル）シラン（FAS）によるSAM処理を行ったSiO2/Si基板上にRESS法で薄膜を創製し，薄膜特性と電気的特性［薄膜トランジスタ（TFT）性能］に与える影響を調査した。その結果，SAM処理基板上の薄膜は結晶粒が不明瞭であり，薄膜表面はHMDS処理とODTS処理では同程度の平滑性であるが，FAS処理では平滑性が低いことがわかった。また，薄膜の結晶構造は，HMDS処理では単分子層構造，ODTS処理では単分子層構造と二分子層構造の混在状態，FAS処理では二分子層構造であることを示した。作製したTFTのキャリア移動度は，ODTS処理（7.2 cm2/V・s），FAS処理（4.4 cm2/V・s），HMDS処理（3.0 cm2/V・s）の順序であった。さらに，創製薄膜に温度373, 393または413 K，時間10分のアニール処理を行った場合，結晶粒界が不明瞭化（結晶粒同士の合一）し，結晶構造が全て二分子層構造に変化するが，TFT性能への影響はSAM処理により異なることを明らかにした。特に，393 Kでアニール処理を行った薄膜を用いたOTFTの性能が最も高く（7.2 cm2/V・s），413 Kでは低下することがわかった。
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| Research Progress Status |
令和5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5年度が最終年度であるため、記入しない。
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