| 研究課題/領域番号 |
19K04511
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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21060:電子デバイスおよび電子機器関連
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| 研究機関 | 山梨大学 |
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研究代表者 |
小野島 紀夫 山梨大学, 大学院総合研究部, 准教授 (40500195)
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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: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 有機トランジスタ / 静電スプレー堆積法 / 低分子/ポリマーブレンド / 自己組織化相分離 / 低環境負荷 / 分子配向制御 / 両極性動作 / 有機半導体デバイス技術 / プリンテッドエレクトロニクス / 相補型回路 / 親撥処理 / 環境調和型印刷プロセス / πスタック方向制御 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は、環境にやさしいグリーンプリンテッドエレクトロニクスの構築を目的とする。具体的には、低環境負荷なグリーン溶媒を用いて作製した低分子/ポリマーブレンド溶液を印刷技術の一つである静電スプレー堆積法により堆積し、さらに、親撥処理により低分子半導体結晶のπスタック方向を制御して高性能トランジスタの作製を行う。
さらに本課題では、特性評価を行うための研究室レベルの素子作製ではなく、グリーンプリンテッドエレクトロニクスの実用化を見据えた素子作製プロセスを開発する。そのために、ポリマーの化学的性質を利用して革新的な有機半導体技術を開拓する。
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| 研究成果の概要 |
本課題では，グリーン溶媒を用いた環境調和型プリンテッドエレクトロニクスの構築を目指した．2019年度には，撥液性ポリマーをパターニングした親撥処理による低分子結晶のπスタック方向を制御した高性能な低分子/ポリマーブレンドトランジスタの作製および高均一なデバイス特性を実証し，2020年度には，グリーン溶媒を用いて作製した低分子/ポリマーブレンドトランジスタの両極性動作を実現した．最終年度の2021年度には，シリコン技術にならい，有機半導体への不純物ドーピングや印刷法による異方性エッチング技術を確立した．さらに，低分子/ポリマーブレンドの逆型垂直相分離構造の形成という学術的に興味深い成果を得た．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
有機トランジスタを用いた集積回路を作製するために，移動度の均一化が重要である．我々は、親撥処理により分子配向を制御した高性能な低分子/ポリマーブレンドトランジスタを作製し，高均一な特性を実証した．これは工学的に意義のある成果である．また，低消費電力な相補型回路に向けた両極性動作を実現した．印刷技術は主に膜形成が研究されているが，本研究ではシリコン技術にならい，不純物ドーピングや異方性エッチングのようなデバイスプロセスの進展に寄与する技術を確立した．さらに低分子結晶をテンプレートに用いることで通常とは逆の垂直相分離が形成されることがわかった．これは熱力学や結晶工学などの学術的観点から興味深い．
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