| 研究課題/領域番号 |
19K04093
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分18010:材料力学および機械材料関連
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| 研究機関 | 鹿児島大学 |
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研究代表者 |
小金丸 正明 鹿児島大学, 理工学域工学系, 准教授 (20416506)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | 有機薄膜トランジスタ / 機械的負荷 / 電気特性変動 / ゲート絶縁膜 / 機械的応力効果 / ゲートリーク電流 / 有機半導体の機械的応力効果 / 有機半導体 / 変形 / 応力 / 電気特性 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
有機半導体デバイスは、フレキシブルデバイスとして変形下での利用が想定されており、そのような環境下でのデバイスの機械的・電気的信頼性の担保が必須となる。本研究では、変形下（機械的負荷下）での有機半導体デバイスの電気的性能劣化を引き起こす機械的要因を、新たな実験・評価手法を用いることにより解明する。これにより、機械的負荷が引き起こす有機半導体デバイスの電気特性変動（劣化）および電気的破壊の問題に対し、設計・製造時に利用できる機械工学的な評価指針・指標を示す。
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| 研究成果の概要 |
p型の有機薄膜トランジスタ（OTFT）を対象とし、機械的負荷に起因する電気特性変動および電気的破壊を実験的に評価した。
機械的負荷が比較的小さな領域での電気特性変動評価では、曲げ負荷・面内引張り負荷・面外圧縮負荷による相互コンダクタンスの変化率がいずれも機械的応力に対して減少し、定量的には面外圧縮負荷、曲げ負荷、面内引張り負荷の順で大きくなることを明らかにした。機械的負荷が大きな領域での電気的破壊の評価では、機械的負荷がOTFT用ゲート絶縁層の絶縁性能へ及ぼす影響を実験的に評価した。その結果、ゲート絶縁層の絶縁性能変化（リーク特性）に基板材料の応力－ひずみ特性と相関があることを示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
有機半導体デバイスは、フレキシブルな基板上に作製することで、薄くて軽く、形状変化に優れた電子機器・デバイスを実現可能にする。換言すれば、フレキシブルデバイスとして変形下（機械的負荷下）での利用が想定されており、そのような環境下でのデバイスの機械的・電気的信頼性の担保が必須となる。
本研究では、有機薄膜トランジスタ（OTFT）を対象とし、機械的負荷に起因する電気特性変動および電気的破壊を実験的に評価した。本研究成果は、有機半導体デバイス・製品の信頼性を担保する上での基礎的知見となる。
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