2014 Fiscal Year Annual Research Report
有機Ｃ－ＭＯＳインバータを実現させる疑似Ｎチャネル形ＯＦＥＴの新構造とは？
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25630131
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| Research Institution | Nagaoka National College of Technology |
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Principal Investigator |
皆川 正寛 長岡工業高等専門学校, 電子制御工学科, 准教授 (20584684)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 有機電界効果トランジスタ / 有機半導体 / 有機デバイス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
酸化性を有する金属酸化物（電荷発生）層と有機半導体層（有機活性層）を組み合わせた電荷発生型有機電界効果トランジスタ(OFET)は，両層界面で形成される電荷移動錯体がチャネル形成に寄与するため，ゲート電圧を印加していない状態（オフ状態）でも電流（オフ電流）が観測されることが課題となっている。本研究では，電荷発生層と有機活性層界面に有機活性層よりも大きなイオン化ポテンシャルを持つ有機材料をブロック層として挿入することにより，電荷発生型OFETのオフ電流を低減できることを見出した。また，高いイオン化ポテンシャルを有するブロック層との界面で効率よく電荷移動錯体を形成可能な新たな材料の探索を行ったところ，蒸着した銀薄膜を酸化処理する方法で作製した酸化銀薄膜が良好な電荷発生層として機能することを見出した。
一方で，本研究では電荷発生型OFETにおけるオン電流およびオフ電流の制御因子の解明を試みた。金属酸化物の酸化処理時間とイオン化ポテンシャルの変化を詳細に調べたところ，酸化処理時間により金属酸化物層／有機活性層界面における電荷移動錯体の形成量を制御でき，有機活性層内を流れる電流（電荷発生型OFETのオン電流）を制御できることを突き止めた。さらに，本研究ではオフ電流が有機活性層内ではなく金属酸化物層／有機活性層界面を電導することを突き止め，金属酸化物層のパターニング等により界面に形成される電荷移動錯体量を変えることで，電荷発生型OFETのオフ電流を制御できることを実験的に明らかにした。
以上の知見に基づいて，本研究では疑似Nチャネル型OFETを作製したところ，ソース電極からのキャリア注入をゲート電圧が阻害してしまい，ドレイン電流がスムーズに流れないといった課題が明らかになった。今後は，安定に疑似反転駆動できる最適な素子構造や電界印加方法をさらに検討していく予定である。
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