• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

酸化物半導体を用いた透明ダイオードの開発とエナジーハーベスティング回路への応用

研究課題

研究課題/領域番号 16K06327
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 電子デバイス・電子機器
研究機関大阪工業大学

研究代表者

前元 利彦  大阪工業大学, 工学部, 教授 (80280072)

研究分担者 吉村 勉  大阪工業大学, 工学部, 教授 (00460767)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード酸化物半導体 / 透明ダイオード / レクテナ / エナジーハーベスティング / 酸化亜鉛 / RFID / フレキシブル / セルフスイッチングダイオ ード / 薄膜トランジスタ / セルフスイッチングダイオード / 環境発電 / 自己整流型ダイオード
研究成果の概要

シクロオレフィンポリマーをフレキシブル基板とする酸化亜鉛薄膜トランジスタの作製プロセスを開発し、曲げ耐性試験及び特性劣化のメカニズムを解明した。繰り返しの曲げ耐性試験では,曲率半径5 mmで100回の繰り返しでもTFTは安定に動作したことから、酸化物材料でも有機材料並みの柔軟性を有することを明らかにした。他方、MIS構造を有する酸化物ダイオードを開発し、最大電流値7.0 mA/mm、4桁以上の整流比が得られた。また、フレキシブルTFTの作製プロセスを用いて、曲率15 mmの曲げに対してもフラットな状態と比べてほぼ整流比の低下のないフレキシブルな酸化物ダイオードの作製にも成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、酸化物ワイドバンドギャップ半導体でかつ透明な酸化亜鉛を用いて完全透明なプレーナ型の酸化物ダイオードを開発することを目的として研究を行った。さらに応用展開として、マイクロ波を直流電流に整流変換するアンテナであるレクテナへ利用することで、微弱電波やマイクロ波エネルギーを高効率で電流に常時変換できるエナジーハーベスティング回路への応用を目指した。酸化物デバイスが有機材料並みの柔軟性を有することを明らかにし、柔らかいフィルム素材の上に酸化物半導体を形成する技術は、ウエラブルセンサなど人間の生体情報を計測する技術への応用も期待できる。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (26件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件) 備考 (5件)

  • [雑誌論文] フレキシブル基板上に形成した酸化亜鉛薄膜トランジスタの曲げ耐性評価2018

    • 著者名/発表者名
      永山幸希,松田宗平,カルトシュタインオリバー,大浦紀頼,小山政俊,前元利彦,佐々誠彦
    • 雑誌名

      表面と真空

      巻: 61 号: 5 ページ: 274-279

    • DOI

      10.1380/vss.61.274

    • NAID

      130006733712

    • ISSN
      2433-5835, 2433-5843
    • 年月日
      2018-05-10
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effects of He plasma treatment on zinc oxide thin film transistors2017

    • 著者名/発表者名
      Shotaro Shinya, Toyokazu Kaneko, Masatoshi Koyama, Toshihiko Maemoto, and Shigehiko Sasa
    • 雑誌名

      IEEE Xplore

      巻: - ページ: 66-67

    • DOI

      10.1109/imfedk.2017.7998045

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Study for Enhancement of Terahertz Radiation Using GaSb/InAs Heterostructures2017

    • 著者名/発表者名
      S. Sasa, Y. Kinoshita, M. Tatsumi, M. Koyama, T. Maemoto, S. Hamauchi, I. Kawayama, and M. Tonouchi
    • 雑誌名

      IOP Conf. Series: Journal of Physics: Conf. Series

      巻: 906 ページ: 012015-012015

    • DOI

      10.1088/1742-6596/906/1/012015

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 溶液法を用いた酸化亜鉛系薄膜トランジスタの作製および熱ナノインプリント法による酸化物薄膜のダイレクトパターニング2017

    • 著者名/発表者名
      木村 史哉,アブドゥラ ハナキ,孫 屹,佐々木 祥太,永山 幸希,小山 政俊,前元 利彦,佐々 誠彦
    • 雑誌名

      電子情報通信学会 信学技報

      巻: ED2016-132, SDM2016-149 ページ: 13-16

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] ミストCVD法による 3C -SiC(111)テンプレート基板上へのε-Ga2O3薄膜の成長2019

    • 著者名/発表者名
      藤原壮大,金子豊和,小山政俊,前元利彦,佐々誠彦
    • 学会等名
      日本材料学会半導体エレクトロニクス部門委員会第1回講演会・見学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 溶液法により形成したAl添加ZnO-TFTの特性評価と基板依存性2018

    • 著者名/発表者名
      大浦 紀頼,小山政俊,前元利彦,佐々誠彦
    • 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
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ミストCVD法による3C-SiC(111)テンプレート基板へのGa2O3ヘテロエピタキシャル成長2018

    • 著者名/発表者名
      金子豊和,藤原壮大,小山政俊,前元利彦,佐々誠彦
    • 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
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Heteroepitaxial growth of ε-Ga2O3 thin films on (111) 3C-SiC templates by mist chemical vapor deposition2018

    • 著者名/発表者名
      T. Kaneko, S. Fujiwara, M. Koyama, T. Maemoto, and S. Sasa
    • 学会等名
      Int. Symp. on Transparent Conductive Materials
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 溶液プロセスによる酸化物薄膜トランジスタの作製とバッファ層挿入による高性能化2018

    • 著者名/発表者名
      大浦紀頼,高野圭祐,小山政俊,前元利彦,佐々誠彦
    • 学会等名
      電気関係学会関西連合大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ミストCVD法によって成長した (111) 3C-SiC テンプレート基板上ε-Ga2O3 薄膜の熱的安定性2018

    • 著者名/発表者名
      金子豊和,藤原壮大,小山政俊,前元利彦,佐々誠彦
    • 学会等名
      電気関係学会関西連合大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 酸化物半導体を用いたフレキシブル薄膜トランジスタの室温形成と曲げ耐性評価2018

    • 著者名/発表者名
      熊谷敏宏,大浦紀頼,小山政俊,前元利彦,佐々誠彦
    • 学会等名
      電気関係学会関西連合大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 酸化亜鉛を用いたMIS型セルフスイッチングダイオードの作製と評価2017

    • 著者名/発表者名
      松田 宗平,永山 幸希,孫 屹,小山 政俊,前元 利彦,佐々 誠彦,葛西 誠也
    • 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
      2017-03-15
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 溶液法を用いた酸化亜鉛系薄膜トランジスタの作製および熱ナノインプリント法による酸化物薄膜のダイレクトパターニング2017

    • 著者名/発表者名
      木村史哉, アブドゥラ ハナキ, 孫 屹, 佐々木祥太, 永山幸希, 小山政俊, 前元利彦, 佐々誠彦
    • 学会等名
      電子情報通信学会 研究会 機能ナノデバイスおよび関連技術
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2017-02-24
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Effects of He plasma treatment on zinc oxide thin film transistors2017

    • 著者名/発表者名
      Shotaro Shinya, Toyokazu Kaneko, Masatoshi Koyama, Toshihiko Maemoto, and Shigehiko Sasa
    • 学会等名
      The 2017 International Meeting for Future of Electron Devices, Kansai
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Study for Enhancement of Terahertz Radiation Using GaSb/InAs Heterostructures2017

    • 著者名/発表者名
      M. Koyama, Y. Kinoshita, M. Tatsumi, T. Maemoto, S. Sasa, S. Hamauchi, I. Kawayama and M. Tonouchi
    • 学会等名
      The 20th International Conference on Electron Dynamics in Semiconductors, Optoelectronics and Nanostructures
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ending Experiment and Resistance Evaluation of Zinc Oxide Thin Films Grown on Cyclo Olefin Substrates2017

    • 著者名/発表者名
      Oliver Kaltstein, Koki Nagayama, Masatoshi Koyama, Toshihiko Maemoto, Shigehiko Sasa
    • 学会等名
      The 2017 International Conference on Flexible and Printed Electronics (ICFPE2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] プリンテッド&フレキシブルエレクトロニクスに向けた酸化物半導体のデバイス・プロセス開発2017

    • 著者名/発表者名
      前元利彦
    • 学会等名
      次世代プリンテッドエレクトロニクスコンソーシアム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] フレキシブル基板上に形成した酸化物薄膜の曲げ耐性評価2017

    • 著者名/発表者名
      永山幸希,松田宗平,カルトシュタイン オリバー,小山政俊, 前元利彦,佐々誠彦
    • 学会等名
      2017年真空・表面科学合同講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] シクロオレフィンポリマー上に室温形成した酸化亜鉛薄膜トランジスタの曲げ劣化に関する一考察2017

    • 著者名/発表者名
      永山幸希,松田宗平,カルトシュタイン オリバー,木村史哉,小山政俊,前元利彦,佐々誠彦
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] 溶液法により形成したAl添加ZnO薄膜トランジスタの焼結雰囲気による影響とAl添加量依存性2017

    • 著者名/発表者名
      大浦 紀頼,木村 史哉,小山 政俊, 前元 利彦,佐々誠彦
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] ZnO TFTに対するHeプラズマ処理の影響2017

    • 著者名/発表者名
      新屋 翔太郎, 金子 豊和, 小山 政俊, 前元 利彦,佐々誠彦
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] 真空および非真空プロセスにより成長した酸化亜鉛系薄膜へのエキシマ光照射効果2017

    • 著者名/発表者名
      松田宗平,永山幸希,カルトシュタイン オリバー,木村史哉,小山政俊,前元利彦,佐々誠彦
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] フレキシブル基板上に形成した酸化亜鉛薄膜の曲げ耐性評価2016

    • 著者名/発表者名
      芦田浩平,永山幸希,孫屹,カルトシュタインオリバー,小山政俊,前元利彦,佐々誠彦
    • 学会等名
      電気関係学会関西連合大会
    • 発表場所
      大阪府立大学 なかもずキャンパス
    • 年月日
      2016-11-23
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 溶液プロセス及びインクジェットプロセスによる酸化亜鉛系薄膜トランジスタの作製と評価2016

    • 著者名/発表者名
      佐々木祥太,木村史哉,大浦紀頼,孫屹,小山政俊,前元利彦,佐々誠彦
    • 学会等名
      電気関係学会関西連合大会
    • 発表場所
      大阪府立大学 なかもずキャンパス
    • 年月日
      2016-11-22
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Fabrication and characterization of AZO multi-layer thin film transistors using AZO thin film buffers by soution method2016

    • 著者名/発表者名
      F. Kimura, S. Sasaki, K. Oura, Y. Sun, M. Koyama, T. Maemoto and S. Sasa
    • 学会等名
      International Workshop on ZnO and Related Materials
    • 発表場所
      National Taiwan University, Taiwan
    • 年月日
      2016-11-01
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Fabrication and characterization of zinc oxide based self-switching nano-diode2016

    • 著者名/発表者名
      S. Matsuda, K. Nagayama, K. Ashida, Y. Sun, M. Koyama, T. Maemoto, S. Sasa and S. Kasai
    • 学会等名
      International Workshop on ZnO and Related Materials
    • 発表場所
      National Taiwan University, Taiwan
    • 年月日
      2016-11-01
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ナノインプリント法によるシクロオレフィンポリマーを用いた酸化亜鉛系薄膜のダイレクトパターンニング2016

    • 著者名/発表者名
      ハナキ アブドゥラ,木村 史哉,永山 幸希,芦田 浩平,孫 屹,小山 政俊,前元 利彦,佐々 誠彦
    • 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
      2016-09-15
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 溶液法により形成した高抵抗AZO薄膜をバッファ層に用いたAZO積層薄膜トランジスタの作製と評価2016

    • 著者名/発表者名
      木村 史哉,佐々木 祥太, 孫 屹, 小山 政俊,前元 利彦,佐々 誠彦
    • 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
      2016-09-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] IZO薄膜トランジスタのヒステリシス特性改善の検討2016

    • 著者名/発表者名
      大溝 悠樹,新屋 翔太郎,小山 政俊,前元 利彦,佐々 誠彦
    • 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
      2016-09-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 塗布プロセスによる酸化亜鉛系薄膜トランジスタの作製と評価 -プリンテッドエレクトロニクス応用を目指して-2016

    • 著者名/発表者名
      佐々木 祥太,木村 史哉,大浦 紀頼,孫 屹,小山 政俊,前元 利彦,佐々 誠彦
    • 学会等名
      日本材料学会 第2回半導体エレクトロニクス部門委員会研究会
    • 発表場所
      大阪府立大学 なかもずキャンパス
    • 年月日
      2016-07-30
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] 大阪工業大学 工学部 電気電子システム工学科 新機能複合材料デバイス研究室

    • URL

      https://www.oit.ac.jp/laboratory/room/46

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 大阪工業大学 工学部 電気電子システム工学科 新機能複合材料デバイス研究室(YouTube)

    • URL

      https://www.youtube.com/watch?v=iO6lv-nMwlk

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 大阪工業大学 ナノ材料マイクロデバイス研究センター

    • URL

      http://www.oit.ac.jp/japanese/nanotech/

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書 2016 実施状況報告書
  • [備考] 地域産業支援プラットフォーム(OIT-P)

    • URL

      http://www.oit.ac.jp/oitp/introduction/detail07.html

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 大阪工業大学 工学部 電気電子システム工学科 新機能複合材料デバイス研究室

    • URL

      http://www.oit.ac.jp/laboratory/room/46

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi