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電子写真法による有機半導体ナノ粒子の配列制御と素子応用

研究課題

研究課題/領域番号 20655043
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 機能材料・デバイス
研究機関独立行政法人産業技術総合研究所

研究代表者

長谷川 達生  独立行政法人産業技術総合研究所, 光技術研究部門, 研究グループ長 (00242016)

研究分担者 山田 寿一  独立行政法人産業技術総合研究所, 光技術研究部門, 主任研究員 (20358261)
高橋 幸裕  独立行政法人産業技術総合研究所, 光技術研究部門, 博士研究員 (40443197)
研究期間 (年度) 2008 – 2009
研究課題ステータス 完了 (2009年度)
配分額 *注記
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2009年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
2008年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
キーワード有機半導体 / 電子写真法 / ナノ粒子 / 有機エレクトロニクス / 有機トランジスタ / 分子性導体
研究概要

ファン・デア・ワールス的な弱い分子間相互作用からなる分子性半導体では、常温~100℃程度の低温プロセスにおいて、異種・同種材料間の界面に良好な電気的接触を形成することが可能である。プラスチック基板上での成膜を可能にするこの特性こそが、有機エレクトロニクスを優位づける特徴の一つと考えられる。本研究では、この特徴にコピー機の原理である静電印刷プロセスを組み合わせることで、より低コストの有機エレクトロニクス素子製造プロセスが可能かどうかの検証を行う。特にここでは、静電印刷プロセスによって作製した高移動度材料HMTTFの薄膜デバイスの構築を行った。実験においては、まず粒径1μm程度の有機半導体粒子、及び有機導電体ナノ粒子を粉砕法により形成した。次に半導体ナノ粒子をカールソン式電子写真法により局所的に帯電させたポリエチレンナフタレート(PEN)フィルム上にチャネル層として吸着させ、また導電体ナノ粒子をソース・ドレイン電極として厚さ2μmのPENフィルム上に形成させて、これらを貼りあわせて100kg/fcm^2程度の圧力を印加し、デバイス構造を形成した。チャネル層の厚さは約5μmであった。ドレイン電圧-1Vを印可して伝達特性を測定したところ、閾ゲート電圧が+18Vのノーマリーオンのp型特性を示した。また伝達特性の傾きから移動度は0.3cm^2/Vsと見積もられた。これにより、コピー機の原理を利用する新しいプロセス技術を用いて、有機エレクトロニクス素子の構築が可能であることを示し、真空・溶媒フリーのきわめて簡易なプロセスによって電子シート製造が可能であることを実証することに成功した。

報告書

(2件)
  • 2009 実績報告書
  • 2008 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2009 2008 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Organic field-effect transistors using single crystals2009

    • 著者名/発表者名
      Tatsuo Hasegawa, Jun Takeya
    • 雑誌名

      Science and Technology of Advanced Materials 10

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] テトラチアフルバレン系材料による高移動度薄膜トランジスタ2009

    • 著者名/発表者名
      長谷川達生、山田寿一
    • 学会等名
      第70回応用物理学会学術講演会 シンポジウム『新しいパイ電子系材料と高性能新型トランジスタ』
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2009-09-09
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 静電転写印刷プロセス法を用いた有機薄膜トランジスタの開発2008

    • 著者名/発表者名
      高橋幸裕, 山田寿一, 長谷川達生
    • 学会等名
      日本物理学会2008年秋季大会
    • 発表場所
      岩手大学(盛岡市)
    • 年月日
      2008-09-24
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://unit.aist.go.jp/photonics/cmpg/

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://unit.aist.go.jp/photonics/cmpg/

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書

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公開日: 2008-04-01   更新日: 2016-04-21  

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