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相転移型高速有機トランジスタの開発とフレキシブル情報デバイス応用

研究課題

研究課題/領域番号 17H02760
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 応用物性
研究機関千葉大学

研究代表者

工藤 一浩  千葉大学, 大学院工学研究院, 教授 (10195456)

研究分担者 岡田 悠悟  千葉大学, 先進科学センター, 特任助教 (50756062)
酒井 正俊  千葉大学, 大学院工学研究院, 准教授 (60332219)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2019年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2018年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
2017年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円)
キーワード強相関電子系 / 金属-絶縁体転移 / 電荷秩序相 / 相転移型トランジスタ / BEDT-TTF / 有機電荷移動錯体 / ラミネーションコンタクト / 4端子FET測定 / 強相関 / 有機エレクトロニクス / フレキシブルエレクトロニクス / 金属-絶縁体転移 / フレキシブル / 分子性固体 / 強相関エレクトロニクス / マイクロ・ナノデバイス / 有機導体 / 電子・電気材料
研究成果の概要

有機電荷秩序材料の単結晶を本研究で開発したラミネーションコンタクト電極を結晶の表面に貼り付けることによって4端子電界効果トランジスタ特性の温度依存性の測定を行った。α-(BEDT-TTF)2I3を用いた場合、バルクの金属-絶縁体相転移温度である140K 以下の温度域において閾電圧以上のゲート電圧を印加すると急激なコンダクタンスの増大が観測され、ゲート電圧の印加によって金属-絶縁体相転移に起因する相転移型トランジスタの動作を実証した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究成果の学術的な意義は、有機電荷秩序物質を用いて電界効果トランジスタ構造を作ることによって、ゲート電界により注入された余剰キャリアの効果により金属―絶縁体相転移を制御することができることを初めて明確に示したことである。また、テクニカルな意義として、4端子ラミネーションコンタクト電極を考案し、これまで技術的にハードルが高かった有機微結晶の4端子電気測定および4端子電界効果トランジスタ測定が容易に実行できるようになった。この分野の電子物性探索に寄与することが期待される。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 7件、 招待講演 2件) 図書 (2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Pump-probe study of β'-(BEDT-TTF)(TCNQ) crystal near antiferromagnetic transition2019

    • 著者名/発表者名
      Hirofumi Mino, Shiho Tokuda and Masatoshi Sakai
    • 雑誌名

      Journal of Physics

      巻: Conf. Series 1220 号: 1 ページ: 1-4

    • DOI

      10.1088/1742-6596/1220/1/012044

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 貼付け 4 端子 FET 測定による (BEDT-TTF)2I3のゲート電界誘起金属-絶縁体転移2020

    • 著者名/発表者名
      酒井正俊、佐野照輝、武田 陸、上田高寛、岡田悠悟、桝飛雄真、工藤一浩
    • 学会等名
      日本物理学会 第75回年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ラミネーションコンタクト電極を用いた相転移型トランジスタの作製および動作解析2020

    • 著者名/発表者名
      武田 陸、佐野照輝、酒井正俊、岡田悠悟、桝飛雄真、工藤一浩,
    • 学会等名
      2020年第67回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] TiO2絶縁膜を用いた高密度キャリア注入OFETの作製2019

    • 著者名/発表者名
      大吉優太、石井亮磨、岡田悠悟、酒井正俊、工藤一浩
    • 学会等名
      2019年第80回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Metal-insulator Transition Field Effect Transistor Observed by 4-probe Lamination Contact Electrode2019

    • 著者名/発表者名
      M. Sakai, Y. Okada, T. Ueda, T. Sano, R. Takeda, K. Kudo, H. Masu
    • 学会等名
      2019 International Conference on Solid State Devices and Materials(SSDM2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fabrication of FET with Donor-Acceptor Interfaces aiming for Phase Transition FET2019

    • 著者名/発表者名
      S. Uchida, Y. Okada, T. Sakai, K. Kudo
    • 学会等名
      10 th International Conference on Molecular Electronics and Bioelectronics
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Charge Order Phase Transition Transistor Realized by using Lamination Contact Electrode2019

    • 著者名/発表者名
      T. Sano, T. Ueda, Y. Okada, M. Sakai, K. Kudo
    • 学会等名
      10 th International Conference on Molecular Electronics and Bioelectronics
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Pressure Characteristics in C8-BTBT Crystalline Film Transistors2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Okada , K. Murakami, Y. Toeda, S. Uchida, M. Sakai, H. Yamauchi, K. Kudo, N. Onodera, Y. Hashimoto, Y. Sadamitsu
    • 学会等名
      10 th International Conference on Molecular Electronics and Bioelectronics
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 有機デバイスの進展とトラップ評価2019

    • 著者名/発表者名
      工藤一浩
    • 学会等名
      電子情報通信学会 OME研究専門委員会講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] フレキシブルデバイス開発とエネルギー・情報・ロボティックスの将来展望2018

    • 著者名/発表者名
      工藤一浩、管野敏之、嘉治寿彦、島田敏宏
    • 学会等名
      平成30年 電気学会 電子・情報・システム部門大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 2端子4端子同時測定によるα-(BEDT-TTF)2I3相転移型トランジスタの動作解析2018

    • 著者名/発表者名
      伊志嶺洋人, 上田高寛, 佐野照輝, 岡田悠悟, 山内 博, 酒井正俊, 工藤一浩
    • 学会等名
      2018年 第79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] Pump-probe study of β’-(BEDT-TTF)(TCNQ) crystal near antiferromagnetic transition2018

    • 著者名/発表者名
      Hirofumi Mino, Shiho Tokuda, Masatoshi Sakai
    • 学会等名
      EXCON2018 PO102
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] α-(BEDT-TTF)2I3トランシスタの電界誘起相転移2018

    • 著者名/発表者名
      岡田悠悟、伊志嶺洋人、佐野照輝、山内 博、酒井正俊、工藤一浩
    • 学会等名
      電気学会 電子材料研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 2端子4端子測定によるα-(BEDT-TTF)2I3相転移型トランジスタの動作解析2018

    • 著者名/発表者名
      伊志嶺洋人、上田高寛、佐野照輝、岡田悠悟、山内 博、酒井正俊、工藤一浩
    • 学会等名
      分子キラリティー研究センター ポスター発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ラミネーションコンタクト電極を用いたa-(BEDT-TTF)2I3相転移型トランジスタ2018

    • 著者名/発表者名
      岡田 悠悟、上田 高寛、伊志嶺 洋人、山内 博、酒井 正俊、工藤 一浩
    • 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] 相転移型トランジスタを目指したドナー-アクセプタ界面デバイスの作製2018

    • 著者名/発表者名
      山本 大樹、梶原 佳祐、岡田 悠悟、山内 博、貞光 雄一、橋本 雄太、酒井 正俊、工藤 一浩
    • 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] Temperature Dependence of Electrical Conductivity on alpha-(BEDT-TTF) 2 I 3 Single Crystal by using 4-terminal Lamination Contact Electrode2017

    • 著者名/発表者名
      Takahiro UEDA, Daiki YAMAMOTO, Yugo OKADA, Hiroshi YAMAUCHI , Masatoshi SAKAI, Kazuhiro KUDO
    • 学会等名
      IUMRS-ICAM 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 4-terminal Measurement and Observation of Metal-Insulator Transition by using Lamination Contact Electrode2017

    • 著者名/発表者名
      Daiki Yamamoto, Takahiro Ueda, Yugo Okada, Hiroshi Yamauchi, Masatoshi Sakai and Kazuhiro Kudo
    • 学会等名
      IDC-NICE2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 有機モット絶縁体の微細結晶FETにおける結晶構造と電子状態2017

    • 著者名/発表者名
      酒井正俊
    • 学会等名
      第5回次世代先端デバイス研究会/第19回SPring-8先端利用技術ワークショップ
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] ハイテク五十年史に学ぶ将来加工技術2019

    • 著者名/発表者名
      日本学術振興会 将来加工技術第136委員会(工藤一浩他)
    • 総ページ数
      434
    • 出版者
      日本工業出版
    • ISBN
      9784819031066
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [図書] プリンテッド・エレクトロニクスに向けた材料、作製プロセス技術の開発2017

    • 著者名/発表者名
      工藤一浩、酒井正俊
    • 総ページ数
      523
    • 出版者
      技術情報協会
    • ISBN
      9784861046810
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 電子デバイス工学研究室

    • URL

      http://www.te.chiba-u.jp/~electronic_device/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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