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非線形光学計測による有機FET素子内のポテンシャルイメージングに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 16760246
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 電子・電気材料工学
研究機関東京工業大学

研究代表者

間中 孝彰  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助手 (20323800)

研究期間 (年度) 2004 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2005年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2004年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
キーワード非線形光学 / 有機FET / ペンタセン / 表面電位
研究概要

本研究ではデバイス構造下におけるチャネル間ポテンシャルプロファイルの可視化手法を確立し、スペクトル測定法を併用することで、界面を含む有機材料中の空間電荷分布とエネルギー分布を同時に決定することを目的とする。本年度は実際にFET構造からのSHGを観測した。この際に、顕微分光への準備段階としてマクロなスポットからのSHGを観測し、次いで実際に顕微SHG分光を実施した。
レーザーのビーム径を約1mmに絞り、ペンタセンFETのチャネル部分から発生するSHG信号をFETを動作させながら測定した。その結果、FETがOFF状態ではソース-ドレイン間電圧の印加によって、SHGの増大が認められた。このSHGに関して、スペクトルを測定すると、前年度測定した表面電位により発生するSHG信号と一致する波長でピークを持つことがわかり、実際に外部電圧印加によって発生した信号であることがわかった。このFETをON状態にすると、この増大したSHG信号が大きく減少することがわかった。これは、本来絶縁体的であるペンタセン薄膜がゲート電圧印加によってキャリアが注入されたためと結論した。SHGは物質中の電界によって誘起されているため、注入された電荷によってはじめに形成されていた電界が偏歪され、SHG信号が減少したと解釈できる。このように、実際にSHGによって電界が評価できることが明らかとなったため、続いて顕微SHG測定を行った。顕微SHG測定では、チャネル間の20μm程度の領域から発生するSHGを観測する。この際、このスポット位置を順次ずらすことで、チャネル間の電界分布を測定できるようにした。その結果、OFF状態では電界の集中が確認でき、これをON状態にすることで、注入電荷により電界分布が滑らに変化する状態に転移することが明らかとなった。

報告書

(2件)
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2006 2005 2004

すべて 雑誌論文 (11件)

  • [雑誌論文] Control of the nano electrostatic phenomena at a pentacene/metal interface for improvement of the organic FET devices2006

    • 著者名/発表者名
      Takaaki Manaka
    • 雑誌名

      Thin Solid Films 499

      ページ: 386-391

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Maxwell-Wagner Model Analysis for the C-V Characteristics of Pentacene FET2006

    • 著者名/発表者名
      Eunjun Lim
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 45,4B(掲載予定)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Modulation in optical second harmonic generation signal from channel of pentacene field effect transistors during device operation2005

    • 著者名/発表者名
      Takaaki Manaka
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters 87

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Investigation of the Electrostatic Phenomena at Pentacene/Metal Interface by Second-Harmonic Generation2005

    • 著者名/発表者名
      Takaaki Manaka
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 44

      ページ: 2818-2822

    • NAID

      10015705750

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Orientation of liquid crystal molecules on command surface LB monolayer studied by the surface potential and SHG technique2005

    • 著者名/発表者名
      Takaaki Manaka
    • 雑誌名

      Colloids and Surfaces - A 257

      ページ: 319-324

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Electrostatic properties of polyethylene LB films on metal electrodes2005

    • 著者名/発表者名
      Takaaki Manaka
    • 雑誌名

      Colloids and Surfaces - A 257

      ページ: 287-290

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Investigation of the Electrostatic Phenomena at Pentacene/Metal Interface by Second-Harmonic Generation2005

    • 著者名/発表者名
      Takaaki Manaka
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics Vol.44,No.4B(掲載予定)

    • NAID

      10015705750

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Current-Voltage Characteristics of Pentacene Films : Effect of UV/Ozone Treatment on Au Electrodes2005

    • 著者名/発表者名
      Yuuma Suzue
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics Vol.44,No.1B

      ページ: 561-565

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Spectroscopic consideration of the surface potential built across phthalocyanine thin films on a metal electrode2004

    • 著者名/発表者名
      Takaaki Manaka
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Physics Vol.120,No.16

      ページ: 7725-7732

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Electric field induced second harmonic generation from vacuum evaporated metalophthalocyanine film/metal interface2004

    • 著者名/発表者名
      Cheng Quan Li
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics Vol.43,No.4B

      ページ: 2330-2334

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Measurement of Surface Potential at Metal/Organic-Material Interfaces by Electro-Absorption Method2004

    • 著者名/発表者名
      Xiao-Man Cheng
    • 雑誌名

      Chinese Physics Letters Vol.21,No.10

      ページ: 2026-2028

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書

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公開日: 2004-04-01   更新日: 2016-04-21  

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