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OFETの高移動度化を実現させる新技術「化学ドープ×立体的構造制御」とは?

研究課題

研究課題/領域番号 17K06361
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・電気材料工学
研究機関長岡工業高等専門学校

研究代表者

皆川 正寛  長岡工業高等専門学校, 電子制御工学科, 准教授 (20584684)

研究分担者 新保 一成  新潟大学, 自然科学系, 教授 (80272855)
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
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード有機トランジスタ / 酸化銀電極 / ウェットプロセス / コンタクト抵抗の低減 / OFET / 銀電極 / コンタクト抵抗 / AgOx電極 / コンタクト抵抗低減 / OFET / 電子・電気材料
研究成果の概要

本研究は,化学ドーピングおよび立体的な段差構造を持つトランジスタを実現することにより大きな出力電流を取り出せるOFETの開発を試みた。しかし,段差構造を持つ基板上にOFETを安定的に作製ことが予想以上に困難だったため,本研究では電極表面に酸化銀を挿入したボトムコンタクト型OFETを開発した。
その結果,これまでは動作が不可能であったワイドギャップ有機半導体層でも良好な伝達特性が得られることを明らかにした。 さらに,電極を溶液プロセスで作製したボトムコンタクト型OFETにおいても酸化銀の挿入により伝達特性が大幅に改善され,コンタクト抵抗も劇的に小さくできることを見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

この本研究成果によれば,両キャリア輸送性を持つワイドギャップ有機半導体材料が一種類あれば,電極表面の処理方法を変えることによりホールまたは電子を選択的に注入できるようになるため,pチャネル形またはnチャネル形OFETを作製することが可能となる。これは,1種類の有機半導体でC-MOSインバータを実現できることを示し,フレキシブルLSIの実現を大きく後押しする。その結果,シート状フレキシブル圧力センサの大面積化が可能となり,例えば義手や義足への触覚機能の実装など国民のクオリティ・オブ・ライフの向上に大きく貢献できる。

報告書

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

    (19件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 5件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 4件)

  • [国際共同研究] Center for Advancing Electronics Dresden/Technische Universitat Dresden(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Department of Chemical Engineering/Stanford University,(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] ドレスデン工科大学(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Stanford University/Department of Chemical Engineering(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Technische Universität Dresden/Center for Advanced Electronics Dresden(Germany)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Understanding the metal-oxides induced reduction of the contact resistance in organic transistors2020

    • 著者名/発表者名
      Donnha Shabnam、Minagawa Masahiro、Blawid Stefan、Claus Martin
    • 雑誌名

      Solid-State Electronics

      巻: 163 ページ: 107676-107676

    • DOI

      10.1016/j.sse.2019.107676

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Characteristics of 9,10-diphenylanthracene field-effect transistors obtained by exposing the silver electrodes to oxidative conditions2019

    • 著者名/発表者名
      Minagawa Masahiro、Sone Shinnosuke、Kobayashi Kanta、Claus Martin、Shinbo Kazunari
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 58 号: SB ページ: SBBG10-SBBG10

    • DOI

      10.7567/1347-4065/aafd8c

    • NAID

      210000135379

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Improvement of organic field-effect transistor characteristics via oxidation treatment of Ag nano-ink electrode surfaces2019

    • 著者名/発表者名
      Minagawa Masahiro、Kobayashi Kanta、Sone Shinnosuke、Shinbo Kazunari
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 59 号: SC ページ: SCCA03-SCCA03

    • DOI

      10.7567/1347-4065/ab48cb

    • NAID

      210000157212

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Characteristics of 9,10-diphenylanthracene field-effect transistors obtained by exposing the silver electrodes to oxidative conditions2019

    • 著者名/発表者名
      M. Minagawa, S. Sone, K. Kobayashi, M. Claus and K. Shinbo,
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys

      巻: 58

    • NAID

      210000135379

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Experimental analysis of dark frame growth mechanism in organic light-emitting diodes2018

    • 著者名/発表者名
      Minagawa Masahiro、Tanabe Takuma、Kondo Eiki、Kamimura Kenji、Kimura Munehiro
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 57 号: 2S2 ページ: 02CA10-02CA10

    • DOI

      10.7567/jjap.57.02ca10

    • NAID

      210000148647

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Reducing the contact resistance in bottom-contact-type organic field-effect transitors using an AgO x interface layer2017

    • 著者名/発表者名
      Minagawa Masahiro、Kim Yeongin、Claus Martin、Bao Zhenan
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 10 号: 9 ページ: 091601-091601

    • DOI

      10.7567/apex.10.091601

    • NAID

      210000135959

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Improvement of OFET characteristics due to oxidation treatment of silver nano-ink electrode surfaces2019

    • 著者名/発表者名
      Kanta Kobayashi, Shinnosuke Sone, Kazunari Shinbo, Masahiro Minagawa
    • 学会等名
      The 7th International Symposium on Organic and Inorganic Electronic Materials and Related Nanotechnologies
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ウェットプロセスで作製したOFET における 銀ナノインク電極表面酸化処理の効果2019

    • 著者名/発表者名
      曽根 森之介,小林 幹太 ,皆川 正寛,新保 一成
    • 学会等名
      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] 酸化処理した銀電極を持つOFETの作製と評価2019

    • 著者名/発表者名
      酒井 龍一,曽根 森之介,小林 幹太,皆川 正寛
    • 学会等名
      第29回電気学会東京支部新潟支所研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] mprovement of characteristics in 9,10-diphenylanthracene field-effect transistors due to using oxidized silver electrodes2018

    • 著者名/発表者名
      S. Sone, K. Kobayashi, M. Minagawa
    • 学会等名
      International Conference on Organic Materials for Electronics and Photonics
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Characteristics of 9,10-Diphenylanthracene Field-Effect Transistors Obtained by Using Oxidization-Treated Silver Electrodes2018

    • 著者名/発表者名
      S. Sone, K. Kobayashi, M. Minagawa
    • 学会等名
      Characteristics of 9,10-Diphenylanthracene Field-Effect Transistors Obtained by Using Oxidization-Treated Silver Electrodes”, International Conference on Solid State Devices and Materials
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 銀ナノインク電極の表面酸化処理によるOFETの特性改善2018

    • 著者名/発表者名
      小林 幹太,曽根 森之介,皆川 正寛,新保 一成
    • 学会等名
      第79回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Experimental Analysis of Pixel-Shrinkage in Organic Light-Emitting Diodes2017

    • 著者名/発表者名
      T. Tanabe, E. Kondo, M. Kimura, M. Minagawa
    • 学会等名
      The 6th International Symposium on Organic and Inorganic Electronic Materials and Related Nanotechnologies (EM-NANO 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 小林 幹太, 曽根 森之介, 皆川 正寛,Zhenan Bao2017

    • 著者名/発表者名
      酸化銀キャリア注入層を持つOFETの作製と評価
    • 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

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-02-21  

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