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有機トランジスタにおける低周波ノイズの物理

研究課題

研究課題/領域番号 18H01861
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分29010:応用物性関連
研究機関大阪大学

研究代表者

植村 隆文  大阪大学, 産業科学研究所, 特任准教授(常勤) (30448097)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2020年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2019年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2018年度: 10,790千円 (直接経費: 8,300千円、間接経費: 2,490千円)
キーワード有機トランジスタ / 低周波ノイズ / 信号増幅 / 微小信号 / 増幅回路
研究成果の概要

本研究では、有機トランジスタの低周波ノイズ解析を多角的に実施し、ノイズ発生の物理要因の解明と、低ノイズ・フレキシブル信号増幅回路の実現に向けた研究を実施した。その結果、低周波ノイズに関するデバイス物理の理解に加え、独自の半導体・絶縁膜の界面修飾技術により、既報告の文献と比較した場合において世界最小のノイズ量を示すデバイスの開発に成功した。開発した技術を用いて微小信号増幅回路を作製し、入力信号として1μVの入力信号を検出(増幅)可能な回路を実現した。フレキシブル有機信号増幅回路としては最も低ノイズ(回路内部ノイズはnVレベル)であり、nVレベルの高感度信号検出が可能な技術を確立した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

Internet of Things技術による社会基盤の高度化と共に、各種物理センサ向けの信号検出技術が重要になっており、フレキシブル有機電子回路は生体信号計測や社会インフラ構造物の健全性監視技術への応用が期待されている。中でも、nVレベルの微小信号には、胎児心電などの微小生体電位、インフラ構造物の異常計測など、社会的価値の高い事象が多い。それ故、フレキシブル回路による微小信号検出を実現した本研究は革新的な技術成果であり社会的意義が大きい。また学術面においては、低周波ノイズにおけるデバイス物理の深化と、低ノイズ化に向けた有機プロセス工学の進展など、多くの成果が得られたと考えている。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 3件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (26件) (うち国際学会 14件、 招待講演 13件)

  • [国際共同研究] JOANNEUM RESEARCH Materials(オーストリア)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] フレキシブル有機薄膜トランジスタを用いたシート型磁気センサシステムの開発2021

    • 著者名/発表者名
      UEMURA Takafumi、KONDO Masaya、SUGIYAMA Masahiro、NAMBA Naoko、INOUE Yumi、AKIYAMA Mihoko、YOSHIMOTO Shusuke、NODA Yuki、ARAKI Teppei、SEKITANI Tsuyoshi
    • 雑誌名

      表面と真空

      巻: 64 号: 1 ページ: 22-27

    • DOI

      10.1380/vss.64.22

    • NAID

      130007967046

    • ISSN
      2433-5835, 2433-5843
    • 年月日
      2021-01-10
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Imperceptible Energy Harvesting Device and Biomedical Sensor Based on Ultraflexible Ferroelectric Transducers and Organic Diodes2021

    • 著者名/発表者名
      Andreas Petritz, Esther Karner-Petritz, Takafumi Uemura, Philipp Schafner, Teppei Araki, Barbara Stadlober, Tsuyoshi Sekitani
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 12 号: 1 ページ: 2399-2399

    • DOI

      10.1038/s41467-021-22663-6

    • 関連する報告書
      2020 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] Flexible neural interfaces for brain implants-the pursuit of thinness and high density2020

    • 著者名/発表者名
      Araki Teppei、Bongartz Lukas M、Kaiju Taro、Takemoto Ashuya、Tsuruta Shuichi、Uemura Takafumi、Sekitani Tsuyoshi
    • 雑誌名

      Flexible and Printed Electronics

      巻: 5 号: 4 ページ: 043002-043002

    • DOI

      10.1088/2058-8585/abc3ca

    • 関連する報告書
      2020 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] Printable Transparent Microelectrodes toward Mechanically and Visually Imperceptible Electronics2020

    • 著者名/発表者名
      Takemoto Ashuya、Araki Teppei、Uemura Takafumi、Noda Yuki、Yoshimoto Shusuke、Izumi Shintaro、Tsuruta Shuichi、Sekitani Tsuyoshi
    • 雑誌名

      Advanced Intelligent Systems

      巻: 2 号: 11 ページ: 2070105-2070105

    • DOI

      10.1002/aisy.202070105

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Imperceptible magnetic sensor matrix system integrated with organic driver and amplifier circuits2020

    • 著者名/発表者名
      Kondo M.、Melzer M.、Karnaushenko D.、Uemura T.、Yoshimoto S.、Akiyama M.、Noda Y.、Araki T.、Schmidt O. G.、Sekitani T.
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 6 号: 4 ページ: 6094-6094

    • DOI

      10.1126/sciadv.aay6094

    • 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] Ultralow-Noise Organic Transistors Based on Polymeric Gate Dielectrics with Self-Assembled Modifiers2019

    • 著者名/発表者名
      Kondo Masaya、Uemura Takafumi、Ishiwari Fumitaka、Kajitani Takashi、Shoji Yoshiaki、Morita Masato、Namba Naoko、Inoue Yumi、Noda Yuki、Araki Teppei、Fukushima Takanori、Sekitani Tsuyoshi
    • 雑誌名

      ACS Applied Materials & Interfaces

      巻: 11 号: 44 ページ: 41561-41569

    • DOI

      10.1021/acsami.9b13056

    • 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] An ultraflexible organic differential amplifier for recording electrocardiograms2019

    • 著者名/発表者名
      Sugiyama Masahiro、Uemura Takafumi、Kondo Masaya、Akiyama Mihoko、Namba Naoko、Yoshimoto Shusuke、Noda Yuki、Araki Teppei、Sekitani Tsuyoshi
    • 雑誌名

      Nature Electronics

      巻: 2 号: 8 ページ: 351-360

    • DOI

      10.1038/s41928-019-0283-5

    • 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] Highly-ordered Triptycene Modifier Layer Based on Blade Coating for Ultraflexible Organic Transistors2019

    • 著者名/発表者名
      Kondo Masaya、Kajitani Takashi、Uemura Takafumi、Noda Yuki、Ishiwari Fumitaka、Shoji Yoshiaki、Araki Teppei、Yoshimoto Shusuke、Fukushima Takanori、Sekitani Tsuyoshi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 号: 1 ページ: 9200-9200

    • DOI

      10.1038/s41598-019-45559-4

    • 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
  • [学会発表] 光パターニングによるフレキシブル有機トランジスタの閾値電圧制御2021

    • 著者名/発表者名
      田口剛輝, 植村隆文, 難波直子, Andreas Petritz, 荒木徹平, 杉山真弘, 関谷毅
    • 学会等名
      第68回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 超柔軟な透明配線技術の開発と高耐久エレクトロニクスへの応用2021

    • 著者名/発表者名
      荒木徹平,竹本明寿也,笠井夕子, 栗平直子,根津俊一,飯田博一,植村隆文,関谷毅
    • 学会等名
      第27回「エレクトロニクスにおけるマイクロ接合・実装技術」シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 透明フレキシブル電気化学トランジスタの印刷作製と周波数特性の評価2021

    • 著者名/発表者名
      西村和也, 荒木徹平, 竹本明寿也, 桐山一輝, 秋山実邦子, 笠井夕子, 栗平直子, 植村隆文, 関谷毅
    • 学会等名
      第27回「エレクトロニクスにおけるマイクロ接合・実装技術」シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Low-Noise Biosignal Monitoring with Ultra Flexible Transistors2020

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Uemura and Tsuyoshi Sekitani
    • 学会等名
      The 27th International Display Workshops (IDW 20)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Flexible Sheet Sensors to Monitor Biosignals2020

    • 著者名/発表者名
      Teppei Araki, Takafumi Uemura, and Tsuyoshi Sekitani
    • 学会等名
      9th imec Handai International Symposium (On-line)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Ultra-Low-Noise Organic Biosignal Amplifier with Flat Stamp Parallel Printed Electrodes2020

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Uemura, Tomoharu Kimura, Yayoi Shibafuji, Takeshi Suyama, Hiroyuki Ueno, and Tsuyoshi Sekitani
    • 学会等名
      2020 Virtual MRS Spring/Fall Meeting & Exhibit
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Flexible and Transparent Sensor Materials Toward a Fully Implantable Brain-Measurement System2020

    • 著者名/発表者名
      Teppei Araki, Shusuke Yoshimoto, Hiroki Hamanaka, Yuki Noda, Takafumi Uemura, Toshikazu Nezu, Shuichi Tsuruta, Masayuki Hirata, and Tsuyoshi Sekitani
    • 学会等名
      2020 Materials Research Society (MRS) fall meeting & exhibit (On-line)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] フレキシブル薄膜電子デバイス による生体信号計測2020

    • 著者名/発表者名
      植村隆文
    • 学会等名
      NEDIA 第7回 電子デバイスフォーラム京都
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] フレキシブル有機トランジスタの生体センサへの応用2020

    • 著者名/発表者名
      植村隆文、関谷毅
    • 学会等名
      電子情報通信学会 ソサエティ大会@オンライン
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 光パターニング可能な有機トランジスタの閾値電圧制御2020

    • 著者名/発表者名
      田口剛輝, 植村隆文, 難波直子, Andreas Petritz, 杉山真弘, 荒木徹平, 野田裕樹, 関谷毅
    • 学会等名
      応用物理学会 KOSEN SC 第2回 VR学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 透明有機電気化学トランジスタの作製と評価2020

    • 著者名/発表者名
      西村和也, 荒木徹平, 竹本明寿也, 桐山一輝, 秋山実邦子, 笠井夕子, 栗平直子, 植村隆文, 関谷毅
    • 学会等名
      フレキシブル・ストレッチャブル・エレクトロニクス研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 表面分子修飾された単一金ナノワイヤのノイズ特性変化2020

    • 著者名/発表者名
      高根慧至, 野田祐樹, 豊嶋尚美, 根津俊一, 荒木徹平, 植村隆文, 関谷毅
    • 学会等名
      応用物理学会 KOSEN SC 第2回 VR学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] フレキシブルセンサ素材を利用する完全埋込可能な脳計測システムの開発2020

    • 著者名/発表者名
      荒木徹平, 吉本秀輔, 濱中裕喜, 野田祐樹, 植村隆文, 根津俊一, 鶴田修一, 平田雅之, 関谷毅
    • 学会等名
      第57回日本臨床神経生理学会技術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 医療応用可能な高透明・高伸長な生体適合性電極の開発2020

    • 著者名/発表者名
      荒木 徹平,吉本 秀輔,植村 隆文,栗平 直子,笠井 夕子,宮崎 愛子,根津 俊一,飯田 博一,関谷 毅
    • 学会等名
      第30回マイクロエレクトロニクスシンポジウム(オンライン開催)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 自己組織化単分子膜に覆われた単一金ナノワイヤのノイズ特性評価2020

    • 著者名/発表者名
      高根慧至、野田祐樹、豊嶋尚美、根津俊一、荒木徹平、植村隆文、関谷毅
    • 学会等名
      第81回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 自己組織化単分子膜に覆われた単一金ナノワイヤのノイズ特性評価2020

    • 著者名/発表者名
      高根慧至, 野田祐樹, 豊嶋尚美, 根津俊一, 荒木徹平, 植村隆文, 関谷毅
    • 学会等名
      第76回産研学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Low Noise Biomonitoring with Ultra Flexible Organic Differential Amplifier2019

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Uemura, Masahiro Sugiyama, Masaya Kondo, Mihoko Akiyama, Naoko Namba, Shusuke Yoshimoto, Yuki Noda, Teppei Araki, and Tsuyoshi Sekitani
    • 学会等名
      8th imec Handai International Symposium
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Sustainable Society Created by Flexible Electronics2019

    • 著者名/発表者名
      Takafumi UEMURA
    • 学会等名
      TSUKUBA CONFERENCE
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Patch-Type Biosignal Monitoring System Based on Flexible Electronics2019

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Uemura and Tsuyoshi Sekitani
    • 学会等名
      International Symposium “Development of Biosensing Technology Targeting Sustainability Development Goals”, The Society for Biotechnology
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Ultraflexible Biosignal Monitoring System Based on Organic Thin-Film Transistors2019

    • 著者名/発表者名
      Takafumi UEMURA and Tsuyoshi SEKITANI
    • 学会等名
      SPIE Organic Photonics + Electronics
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Ultraflexible Biosignal Amplifier Based on Organic Thin-Film Transistors2019

    • 著者名/発表者名
      Takafumi UEMURA and Tsuyoshi SEKITANI
    • 学会等名
      Compound Semiconductor Week 2019 (CSW2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Ultraflexible Amplification Circuits for Imperceptible Brain Monitoring System2019

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Uemura and Tsuyoshi Sekitani
    • 学会等名
      2019 International Symposium on VLSI, Design, Automation and Test
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Ultraflexible Organic Differential Amplifier for Low-Noise Biosignal Monitoring2019

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Uemura and Tsuyoshi Sekitani
    • 学会等名
      International Conference on Electronics Packaging (ICEP2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Biosignal Monitoring Systems with Bio-Conformable Organic Amplifier2019

    • 著者名/発表者名
      Takafumi UEMURA, Naoko NAMBA, Masaya KONDO, Masahiro SUGIYAMA, Mihoko AKIYAMA, Shusuke YOSHIMOTO, Yuki NODA, Teppei ARAKI, and Tsuyoshi SEKITANI
    • 学会等名
      MRM2019 G-1 Symposium: In-field Molecules for Next-generations Flexible Electronics
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ultraflexible Organic Differential Amplifier for Biosignal Monitoring Systems2018

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Uemura and Tsuyoshi Sekitani
    • 学会等名
      The 18th International Meeting on Information Display (IMID 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Low-Noise Signal Amplification Circuits Based on Organic Thin-Film Transistors2018

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Uemura and Tsuyoshi Sekitani
    • 学会等名
      Collaborative Conference on Materials Research (CCMR) 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-12-28  

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