2015 Fiscal Year Annual Research Report
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26600048
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
坂上 知 早稲田大学, 理工学術院, 准教授 (60615681)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 有機トランジスタ / イオン液体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
フッ素系ポリマーのナノパターニング技術の確立を通して、塗布による電極作製およびそれを用いた短チャネル有機トランジスタの作製を目指した。フッ素系ポリマーのパターニングには、PDMSモールドを用いたソフトナノインプリントを検討したが、フッ素系であるゆえの剥がれやすさによって、再現性に大きな問題を抱えた。PDMSモールドを用いずに、石英のマスターモールドを直接用いた結果、再現性の向上があった。一方で、そのフッ素系ポリマーの撥液性を利用しての電極の作製までは今回の期間内では実現出来ず、課題を残した。またナノスケールのトランジスタの課題では、短チャネル効果によって良好なトランジスタ特性が得にくい。この問題解決のために、一般的なリソグラフィを用いた電極でチャネル長2ミクロンのトランジスタを作製し、短チャネル効果の解決を目指した。有機トランジスタの作製には、塗布型高分子半導体材料PBTTTを活性層に、誘電体層に電解質材料であるイオン液体 EMIM－TFSI を用いた。トランジスタは良好なP型特性を示した。特に短チャネルにおいても出力特性には良好な飽和特性が観察されたことから、電解質材料を誘電体層として用いることは、短チャネル効果を抑え、良好なトランジスタ動作を実現させることが分かった。デバイスのオン・オフ比は、わずか0.5Vのゲート電圧の印加で10^5乗オーダーを実現した。キャリア移動度はおよそ0.75 cm2/Vsであり、短チャネルの塗布型有機トランジスタとしては優れた低電圧、高移動度のデバイスを作成することが出来た。これはイオンの作る電解質／半導体界面での電界集中によって、半導体層に充分に高電界が印加出来たためであると考えられる。今後、短チャネルで良好なトランジスタ動作を実現する手法として、電解質の利用を提案できる。
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