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高速分子線蒸着セルによる大面積有機デバイスの高速・低コスト作製への挑戦

研究課題

研究課題/領域番号 15K13954
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 電子・電気材料工学
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

中村 雅一  奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 教授 (80332568)

研究分担者 松原 亮介  静岡大学, 工学部, 助教 (60611530)
連携研究者 小島 広孝  奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 助教 (70713634)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2017年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード有機薄膜 / 真空蒸着法 / 高速分子線 / 有機薄膜デバイス / プロセスコスト削減 / 有機トランジスタ / 有機太陽電池
研究成果の概要

有機半導体デバイスの作製における真空蒸着法の欠点であるプロセス時間の長さや装置コストの高さを解消することを目的とし、ホットキャピラリ出射口を持つ高速分子線セルの開発を行った。研究用高速分子線セル、それを様々な真空装置に取り付けるための蒸着源コンポーネントなどを設計・製作・改良し、従来法の典型値よりも50倍程度速い成長速度が安定して得られるようになった。トランジスタ用半導体膜の成膜に要する真空排気、セル加熱/冷却などを含む総プロセス時間が、従来法の1/3に短縮されることを実証した。また、高速成膜条件においても、基板を60℃程度に加熱することで十分高いキャリア移動度が得られることを示した。

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 4件、 招待講演 2件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] Jacobs University Bremen(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Quantitative investigation of the effect of gate-dielectric surface treatments on limiting factors of mobility in organic thin-film transistors2015

    • 著者名/発表者名
      R. Matsubara, Y. Sakai, T. Nomura, M. Sakai, K. Kudo, Y. Majima, D. Knipp and M. Nakamura
    • 雑誌名

      J. Appl. Pays.

      巻: 118 号: 17 ページ: 175502-175502

    • DOI

      10.1063/1.4935024

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 高速分子線蒸着を用いたペンタセン薄膜の高速成長が電界効果移動度に与える影響2018

    • 著者名/発表者名
      荻野孝太、松本拓也、松原亮介、鄭敏喆、小島広孝、辨天宏明、中村雅一
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Carrier Transport and Trapping Phenomena in Pentacene Thin Films2018

    • 著者名/発表者名
      M. Nakamura, M.-C. Jung, R. Matsubara
    • 学会等名
      2018 MRS Spring Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 高速分子線セル加熱機構の改良によるプロセス時間の短縮2017

    • 著者名/発表者名
      松本 拓也, 信長 賢輝, 松原 亮介, 鄭 敏喆, 小島広孝, 辨天 宏明, 中村 雅一
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 高速分子線蒸着における成長速度のペンタセン結晶構造への影響2017

    • 著者名/発表者名
      松本拓也, 信長賢輝, 松原亮介, 鄭敏喆, 小島広孝, 辨天宏明, 中村雅一
    • 学会等名
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 高速分子線セルによる薄膜成長 : 高流束化による移動度向上効果2016

    • 著者名/発表者名
      信長賢輝, 松本拓也, 松原亮介, 小島広孝, 中村雅一
    • 学会等名
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟県新潟市)
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Improvement of the High-velocity Molecular-beam Cell and Rapid Growth of Active Layers for Organic Thin-film Transistors2016

    • 著者名/発表者名
      M. Nobunaga, T. Teraoka, T. Matsumoto, R. Matsubara, H. Kojima, M. Nakamura
    • 学会等名
      KJF-International Conference on Organic Materials for Electronics and Photonics
    • 発表場所
      ACROS Fukuoka, Fukuoka, Japan
    • 年月日
      2016-09-04
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mobility Limiting Factors in Practical Polycrystalline Organic Thin Films2016

    • 著者名/発表者名
      M. Nakamura, R. Matsubara, N. Ohashi, S.-G. Li
    • 学会等名
      International Conference on Electronic Materials
    • 発表場所
      Suntec, Singapore
    • 年月日
      2016-07-04
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 高速分子線セルを用いた高指向性条件によるペンタセンOTFTの作製2015

    • 著者名/発表者名
      信長賢輝, 寺岡拓麻, 松原亮介, 小島広孝, 中村雅一
    • 学会等名
      第12回薄膜材料デバイス研究会
    • 発表場所
      龍谷大学響都ホール(京都市)
    • 年月日
      2015-10-30
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Growth of organic thin films by ultra-high-speed vacuum deposition and fabrication of organic thin-film transistors2015

    • 著者名/発表者名
      R. Matsubara, T. Teraoka, H. Kojima, and M. Nakamura
    • 学会等名
      Eighth International Conference on Molecular Electronics and Bioelectronics (M&BE8)
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京)
    • 年月日
      2015-06-22
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] 有機固体素子科学研究室 研究の具体例

    • URL

      http://mswebs.naist.jp/LABs/greendevice/research/example.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 有機固体素子科学研究室 研究の具体例

    • URL

      http://mswebs.naist.jp/LABs/greendevice/research/example.html

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書 2015 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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