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半導体コロイダルナノドットのエネルギー準位制御と有機メモリトランジスタの高速化

研究課題

研究課題/領域番号 18K04237
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分21050:電気電子材料工学関連
研究機関和歌山大学

研究代表者

田中 一郎  和歌山大学, システム工学部, 教授 (60294302)

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
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード有機メモリトランジスタ / 半導体コロイダルナノドット / 配位子交換 / エネルギーレベル制御 / 記録時間 / 保持特性 / フローティングゲート / ペンタセン / エネルギー準位制御 / 配位子 / 光照射 / エネルギー準位 / 薄膜 / メモリトランジスタ
研究成果の概要

半導体コロイダルナノドット(CND)をフローティングゲートに用いた有機メモリトランジスタは大きなメモリ効果が得られるものの、記録速度が非常に遅いという難点があり、保持特性も不充分であった。このメモリ効果は、電界によって有機半導体の最高被占有軌道からCNDの伝導帯底へ電子がトンネルしてトラップされるために生じると考えられる。また、CND中の電子が熱励起されて有機半導体の最低空軌道に脱出するために保持特性が劣化すると考えられる。
本研究では配位子交換やコア径の増大により半導体CND中のエネルギーレベルを制御することによって、記録時間及び保持特性を大きく改善できることを示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

有機エレクトロニクスには柔軟性、低コスト、生体親和性などの特徴があり、新規市場の開拓を目指していろいろなデバイスが開発されている。なかでも不揮発性メモリデバイスの開発は、無機エレクトロニクスの場合と同様に重要性である。半導体コロイダルナノドット(CND)は有機材料と親和性の良いナノ材料であり、エネルギーレベルの制御が比較的容易にできるという特徴がある。本研究では、このようなCNDの特徴を生かして有機メモリトランジスタの特性を大きく改善した点に学術的意義があり、今後有機メモリの性能を向上させるための指針が得られたので、有機エレクトロニクスの発展に寄与できることに社会的意義がある。

報告書

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

    (10件)

すべて 2021 2020 2018 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件) 備考 (5件)

  • [雑誌論文] Pentacene memory transistors using ligand-exchanged and energy-level-controlled PbS colloidal nano-dots for charge-trapping layers2021

    • 著者名/発表者名
      Seiya Ihara, Kazuyuki Uno, and Ichiro Tanaka
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 60 号: 2 ページ: 028001-028001

    • DOI

      10.35848/1347-4065/abdd01

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 配位子交換によりエネルギー準位を制御したPbSコロイダルナノドットを電荷蓄積層に用いたペンタセンメモリトランジスタ2021

    • 著者名/発表者名
      井原聖矢、宇野 和行、田中 一郎
    • 学会等名
      第68回応用物理学会春季学術講演会 18p-P04-8
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] PbSコロイダルナノドットをフローティングゲートに用いた有機メモリトランジスタの配位子交換による特性改善2020

    • 著者名/発表者名
      井原聖矢、宇野和行、田中一郎
    • 学会等名
      第67回応用物理学会春季学術講演会 12p-PA5-33
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 硫化アンモニウム処理したPbSコロイダルナノドット薄膜を用いた電界効果トランジスタにおける作製プロセスの検討2018

    • 著者名/発表者名
      竹市祐実、宇野和行、田中一郎
    • 学会等名
      薄膜材料デバイス研究会第15回研究集会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 硫化アンモニウム処理したPbSコロイダルナノドット薄膜を用いた電界効果トランジスタにおける光照射効果2018

    • 著者名/発表者名
      竹市祐実、宇野和行、田中一郎
    • 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 実施状況報告書
  • [備考] 和歌山大学システム工学部電子材料グループ

    • URL

      http://portal.sys.wakayama-u.ac.jp/mc/semiG/index.php/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 和歌山大学 研究者総覧

    • URL

      http://wakarid.center.wakayama-u.ac.jp/ProfileRefMain_2063.html

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] 和歌山大学システム工学部電子材料グループ

    • URL

      http://portal.sys.wakayama-u.ac.jp/mc/semiG/index.php

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] 和歌山大学 研究者総覧

    • URL

      http://wakarid.center.wakayama-u.ac.jp/ProfileRefMain_2063.html

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 電子材料グループ 和歌山大学システム工学部

    • URL

      http://portal.sys.wakayama-u.ac.jp/mc/semiG/index.php

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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