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強誘電体絶縁層を有する有機電界効果トランジスタの開発と強誘電体メモリーへの応用

Research Project

Project/Area Number07J11584
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Functional materials chemistry
Research InstitutionJapan Advanced Institute of Science and Technology
Research Fellow 酒井 平祐  Japan Advanced Institute of Science and Technology, マテリアルサイエンス研究科, 特別研究員(DC1)
Project Period (FY) 2007 – 2009
Project Status Completed(Fiscal Year 2009)
Budget Amount *help
¥2,700,000 (Direct Cost : ¥2,700,000)
Fiscal Year 2009 : ¥900,000 (Direct Cost : ¥900,000)
Fiscal Year 2008 : ¥900,000 (Direct Cost : ¥900,000)
Fiscal Year 2007 : ¥900,000 (Direct Cost : ¥900,000)
Keywords有機トランジスター / 有機メモリー / 有機半導体 / 有機電界効果トランジスター / 閾値電圧 / 有機トランジスタ / 有機絶縁膜
Research Abstract

本年度は、有機トランジスタの絶縁膜において分極に関する知見を発展させ本研究の目的である有機電界効果トランジスタの型メモリーへの応用を展開した。昨年度に発表した論文(Appl.Phys.Lett.94.073304(2008).)では、活性層が絶縁層からのイオンによりドーピングされるためトランジスタやメモリーとしての性能が悪くなるという問題があった。本年度は、ドーピングが生じないような絶縁層材料を選択することで、この問題を解決し、デバイス特性の悪化を防ぐことに成功した。さらに、この系において、絶縁層の分極により増加したドレイン電流はメモリー性を有し、本研究で作製した素子がメモリーとして駆動させることができることを明らかにした。この成果については、国内の応用物理学会で報告し、現在論文として国際論文誌に投稿直前である。また、この研究の過程で、絶縁層の分極のみによりトランジスタの電流特性を変調させることに成功し、さらに変調された電流は初期値の10^6倍程度まで増えたところで増加しなくなり飽和するという現象を見出した。この結果については、再現実験も終了しているので、現在論文として国際論文誌に投稿準備中である。これらの研究の過程で蓄積した絶縁層(誘電体)の知識を応用し、新規材料を用いた誘電体が光応答性を持ち、誘電率を変化させることを見出した。この結果は国際学会誌(Appl.Phys.Lett.95.252901(2009).)や学会、特許として成果を発表した。
また、今年度は特別研究員の最終年度であるため、研究結果を精力的に学会や論文として発表した。具体的な論文数として主著、共著を含めて6報、国内外の学会において計13件となった。2009年4月にアメリカのカリフォルニアで開催された学会(2009 MRS Spring Meeting)では、本研究の発表に対しても盛んな議論を交わすことができ、有益なコメントを多数得ることができた。

Report

(3results)
  • 2009 Annual Research Report
  • 2008 Annual Research Report
  • 2007 Annual Research Report

Research Products

(45results)

All 2010 2009 2008 2007 Other

All Journal Article Presentation Patent(Industrial Property Rights)

  • [Journal Article] Control of Threshold Voltage of Organic Field Transistors by Space Charge Polarization2009

    • Author(s)
      Heisuke Sakai, Koudai Konno, Hideyuki Murata
    • Journal Title

      Thin Solid Films 518

      Pages : 510-513

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  • [Journal Article] Fabrication of a submicron patterned electrode using an electrospun single fiber as a shadow mask2009

    • Author(s)
      Yuya Ishii, Heisuke Sakai, Hideyuki Murata
    • Journal Title

      Thin Solid Films 518

      Pages : 647-650

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  • [Journal Article] Tuning the Threshold Voltage in Organic Field Effect Transistors by Space Charge Polarization of Gate Dielectrics2009

    • Author(s)
      Heisuke Sakai, Koudai Konno, Hideyuki Murata
    • Journal Title

      2009 MRS Spring Meeting Symposium B Proceedings 1154

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  • [Journal Article] An organic nonvolatile memory using space charge polarization of a gate dielectric2009

    • Author(s)
      Koudai Konno, Heisuke Sakai, Hideyuki Murata
    • Journal Title

      Thin Solid Films 518

      Pages : 534-536

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  • [Journal Article] Ternary mixing : a simple method to tailor the morphology of organic solar cells2009

    • Author(s)
      Mariano Campoy-Quiles, Yoshihiro Kanai, Ahmed El-Basaty, Hei suke Sakai, Hideyuki Murata
    • Journal Title

      Organic Electronics 10

      Pages : 1120-1132

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  • [Journal Article] Photoinduced change of dielectric permittivity in molecular doped polymer layer2009

    • Author(s)
      Heisuke Sakai, Hideyuki Murata, Motonobu Murakami, Kei Ohkubo, Shunichi Fukuzumi
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      Applied Physics Letters 95

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      Mariano Campoy-Quiles, Yuya Ishii, Heisuke Sakai, Hideyuki Murata
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      Applied Physics Letters 92

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  • [Journal Article] Tuning of threshold voltage of organic field-effect transistors by space charge polarization2008

    • Author(s)
      Yuya Ishii, Heisuke Sakai, Hideyuki Murata
    • Journal Title

      Applied Physics Letters 94

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      H. Sakai, Y. Takahashi, H. Murata
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      Applied Physics Letters 91

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  • [Journal Article] Control of Threshold Voltage of Organic Field Transistors by Space Charge Polarization

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      Heisuke Sakai, Koudai Konno, Hideyuki Murata
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      Thin Solid Films (Accepted)

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    • Author(s)
      Heisuke Sakai, Koudai Konno, Hideyuki Murata
    • Journal Title

      Thin Solid Films (Accepted)

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  • [Journal Article] A new-electrospinning method to control the number and a diameter of uniaxially aligned polymer fibers

    • Author(s)
      Y. Ishii, H. Sakai, H. Murata
    • Journal Title

      Materials Letter

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  • [Presentation] 芳香族アミン・クマリン連結分子の長寿命三重項光電荷分離状態の生成と光応答性誘電体への応用2010

    • Author(s)
      村上元信、大久保敬、酒井平祐、村田英幸、福住俊一
    • Organizer
      日本化学会第90春期年会
    • Place of Presentation
      近畿大学
    • Year and Date
      2010-03-26
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    • Author(s)
      矢島覚、酒井平祐、村田英幸
    • Organizer
      第56回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      東海大学
    • Year and Date
      2010-03-20
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  • [Presentation] ポリマーブレンド型発光層を用いた高効率高分子EL素子2010

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      阿部淳一、酒井平祐、村田英幸
    • Organizer
      第56回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      東海大学
    • Year and Date
      2010-03-19
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  • [Presentation] Significant Increase in Elictrical Conductivity of Electrospun MEH-PPV/PEO/LiCF3SO3 Submicron Fibers by Post-stretching2009

    • Author(s)
      Y.Ishii, H.Sakai, H.Murata
    • Organizer
      2009 MRS Fall Meeting
    • Place of Presentation
      Boston, U.S.A.
    • Year and Date
      2009-12-01
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  • [Presentation] 有機トランジスタ型不揮発性メモリにおける高分子バッファ層の挿入効果2009

    • Author(s)
      矢島覚、酒井平祐、村田英幸
    • Organizer
      平成21年度 日本化学会 北陸地区講演会
    • Place of Presentation
      北陸先端科学技術大学院大学
    • Year and Date
      2009-11-28
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      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] 有機電界効果トランジスタ型メモリーへの高分子バッファ層の挿入効果2009

    • Author(s)
      矢島覚、酒井平祐、村田英幸
    • Organizer
      平成21年度 応用物理学会 北陸・信越支部学術講演会
    • Place of Presentation
      富山県立大学
    • Year and Date
      2009-11-21
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      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] Low voltage organic field-effect transistors fabricated by fiber-lithography2009

    • Author(s)
      Y.Ishii, H.Sakai H.Kiyo, HoWatanabe, H.Murata
    • Organizer
      JAIST Nano Technology Symposium 2009
    • Place of Presentation
      Ishikawa, Japan
    • Year and Date
      2009-11-07
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  • [Presentation] Effect of polymer buffer layer on organic field-effect transistor based memory2009

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      S.Yajima, H.Sakai, K.Konno, H.Murata
    • Organizer
      JAIST Nano Technology Symposium 2009
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      Ishikawa, Japan
    • Year and Date
      2009-11-07
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  • [Presentation] 長寿命電荷分離状態を有する芳香族アミン-クマリン連結分子を分散させた誘電体の光応答性2009

    • Author(s)
      村上元信、大久保敬、酒井平祐、村田英幸、福住俊一
    • Organizer
      2009年光化学討論会
    • Place of Presentation
      群馬県桐生市市民文化会館
    • Year and Date
      2009-09-16
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      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] 絶縁層の分極による有機電界効果トランジスタのドレイン電流変調2009

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      酒井平祐、矢島覚、村田英幸
    • Organizer
      第70回応用物理学会学術講演会
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      富山県 富山大学
    • Year and Date
      2009-09-08
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  • [Presentation] Highly oriented MEH-PPV/polyethyleneoxide nanofibers fabricated by electrospinning method2009

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      H.Murata, Y.Ishii, M.Campoy-Quiles, H.Sakai
    • Organizer
      The 1st Asian Conference on Organic electronics
    • Place of Presentation
      Fukuoka, Japan
    • Year and Date
      2009-09-03
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  • [Presentation] A submicron patterned metallic electrode fabricated by using an electrospun single fiber as a shadow-mask2009

    • Author(s)
      Y.Ishii, H.Sakai H.Murata
    • Organizer
      dInternational Nanofiber Symposium 2009
    • Place of Presentation
      Tokyo, Japan
    • Year and Date
      2009-06-18
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  • [Presentation] Tuning the Threshold Voltage in Organic Field Effect Transistors by Space Charge Polarization of Gate Dielectrics2009

    • Author(s)
      H.Sakai, K.Konno H.Murata
    • Organizer
      2009 MRS Spring Meeting
    • Place of Presentation
      Carifornia, U.S.A.
    • Year and Date
      2009-04-16
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  • [Presentation] 絶縁層の空間電荷分極による有機電界効果トランジスタの閾値電圧制御2009

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      酒井平祐, 今野広大, 村田英幸
    • Organizer
      第55回応用物理学関連連合講演会
    • Place of Presentation
      筑波
    • Year and Date
      2009-03-30
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  • [Presentation] 本数制御した一軸配向サブミクロン共役系高分子ファイバーの電気伝導性評価2009

    • Author(s)
      石井佑弥, Mariano Campoy-Quiles, 酒井平祐, 村田英幸
    • Organizer
      第55回応用物理学関連連合講演会
    • Place of Presentation
      筑波
    • Year and Date
      2009-03-30
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  • [Presentation] 熱処理中の電圧印加が有機薄膜太陽電池の素子特性に及ぼす効果2009

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      渡辺寛樹、阿部淳一、酒井平祐、村田英幸
    • Organizer
      第55回応用物理学関連連合講演会
    • Place of Presentation
      筑波
    • Year and Date
      2009-03-30
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  • [Presentation] Organic Field-Effect Transistors with Dipole-Polarized Polyurea Gate Dielectric for Control of Threshold Voltage2009

    • Author(s)
      H. Sakai, Y. Takahashi, H. Murata
    • Organizer
      2009 International Thin Film Transistor Conference (ITC'09)
    • Place of Presentation
      Paris, France
    • Year and Date
      2009-03-06
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  • [Presentation] Shift of Threshold Voltage of Organic Field-Effect Transistor by Space Charge Polarization of the Gate Dielectric2009

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      H. Sakai, K. Konno, H. Murata
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      WINTER SCHOOL : JSPS Core to Core Program
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2009-01-27
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  • [Presentation] Control of threshold voltage of organic field-effect transistors by space charge polarization2008

    • Author(s)
      H. Sakai, K. Konno, H. Murata
    • Organizer
      The 8th International Conference on Nano-Molecular Electronics (ICNME 2008)
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      2008-12-15
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  • [Presentation] Organic nonvolatile memory based on an organic field-effect transistor2008

    • Author(s)
      K. Konno, H. Sakai, H. Murata
    • Organizer
      The 8th International Conference on Nano-Molecular Electronics (ICNME 2008)
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      2008-12-13
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      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Fabrication of submicron patterned electrodes using a single electrospun fiber as a shadow-mask2008

    • Author(s)
      Y. Ishii, H. Sakai, H. Murata
    • Organizer
      The 8th International Conference on Nano-Molecular Electronics (ICNME 2008)
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      2008-12-13
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  • [Presentation] 電圧印加熱処理法によるバルクヘテロジャンクション型有機太陽電池の開放電圧向上2008

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      渡辺寛樹, 阿部淳一, 酒井平祐, 村田英幸
    • Organizer
      平成20年度 応用物理学会 北陸・信越支部 学術講演会
    • Place of Presentation
      石川
    • Year and Date
      2008-11-22
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  • [Presentation] Tuning of threshold voltage of organic field-effect transistors by space charge polarization2008

    • Author(s)
      H. Sakai, K. Konno, H. Murata
    • Organizer
      JAIST International Symposium on NanoTechnology 2008
    • Place of Presentation
      石川
    • Year and Date
      2008-10-24
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  • [Presentation] A nonvolatile memory based on an organic field-effect transistor using ion-dispersed gate dielectrics2008

    • Author(s)
      K. Konno, H. Sakai, H. Murata
    • Organizer
      JAIST International Symposium on NanoTechnology 2008
    • Place of Presentation
      石川
    • Year and Date
      2008-10-24
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  • [Presentation] イオン分散型絶縁膜を用いた電界効果トランジスタ型メモリ2008

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      今野広大, 酒井平祐, 村田英幸
    • Organizer
      第69回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      愛知
    • Year and Date
      2008-09-03
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  • [Presentation] 本数制御した一軸配向サブミクロンファイバーの作製および評価2008

    • Author(s)
      石井佑弥, Mariano Campoy-Quiles, 酒井平祐, 村田英幸
    • Organizer
      第69回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      愛知
    • Year and Date
      2008-09-03
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  • [Presentation] 空間電荷分極を用いた有機電界効果トランジスタ閾値電圧のコントロール2008

    • Author(s)
      酒井 平祐、今野 広大、村田 英幸
    • Organizer
      第54回応用物理学関連連合講演会
    • Place of Presentation
      日本大学
    • Year and Date
      2008-03-29
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  • [Presentation] エレクトロケミカルドーピングを用いた有機電界効果トランジスタ2007

    • Author(s)
      今野 広大、酒井 平祐、村田 英幸
    • Organizer
      平成19年度日本化学会北陸地区講演会
    • Place of Presentation
      金沢大学
    • Year and Date
      2007-11-10
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  • [Presentation] エレクトロスビニング法を用いた共役系高分子のダイレクトパターニング2007

    • Author(s)
      石井 佑弥、酒井 平祐、村田 英幸
    • Organizer
      平成19年度日本化学会北陸地区講演会
    • Place of Presentation
      金沢大学
    • Year and Date
      2007-11-10
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      Y. Ishii, H. Sakai, H. Murata
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      JAIST NANOTECH 2007 1st International Symposium on Ultimate Stability of Nano-structured Polymers and Composites
    • Place of Presentation
      Japan Advanced Institute of Science and Technology
    • Year and Date
      2007-10-12
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  • [Presentation] Fabrication of transparent organic field effect transistors based on thienobenzothiophene derivative2007

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      H. Sakai, M. Watanabe, H. Murata
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    • Place of Presentation
      Japan Advanced Institute of Science and Technology
    • Year and Date
      2007-10-12
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  • [Patent(Industrial Property Rights)] 光照射による誘電体物性制御2009

    • Inventor(s)
      村田英幸、酒井平祐、村上元信、大久保敬、福住俊一
    • Industrial Property Rights Holder
      国立大学法人 北陸先端科学技術大学院大学、国立大学法人 大阪大学
    • Industrial Property Number
      2009-205923
    • Filing Date
      2009-09-07
    • Application Year
      2009
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  • [Patent(Industrial Property Rights)] 有機半導体材料を用いた電界効果トランジスタおよびその製造方法2007

    • Inventor(s)
      村田 英幸、酒井 平祐
    • Filing Date
      2007-05-01
    • Application Year
      2007
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    • Overseas

URL :

Published : 2007-04-01   Modified : 2016-04-21  

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