| 研究課題/領域番号 |
20K05310
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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29010:応用物性関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 |
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研究代表者 |
坂本 謙二 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 高分子・バイオ材料研究センター, 主席研究員 (00222000)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 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)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
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| キーワード | 有機電界効果トランジスタ / 液晶性 / 高分子有機半導体 / 分子配向制御 / 動作安定性 / 電界効果移動度 / 素子間のばらつき / ドナー・アクセプター共重合体 / ドナー・アクセプタ共重合体 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
情報伝達技術（ICT）、モノのインターネット（IoT）を支えるデバイス製造技術としてプリンテッド・エレクトロニクスが注目されている。その基盤技術の一つとして、大面積、低コスト、低温プロセス、フレキシブル等の特長をもつ有機エレクトロニクスがある。その駆動・信号処理を担う有機電界効果トランジスタの実用化には、単に高移動度化を目指すのではなく、高動作安定性、素子間のばらつき抑制を含めた総合的な材料・プロセス技術の開発が求められている。本研究では、高分子有機半導体の材料開発において液晶性を積極的に発現させることの重要性を実証する。また、液晶性高分子有機半導体に適した製膜プロセスの開発を行う。
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| 研究成果の概要 |
液晶性、ドナー・アクセプター (D-A）共重合体をキーワードに３つの高分子有機半導体を選択し、高分子有機トランジスタ（OFETs）の電界効果移動度と動作安定性の向上、素子間のばらつき低減を同時に達成できる材料設計指針として液晶性の付与の重要性を検証した。残念ながら、液晶性の重要性は認められなかったが、ゲート・バイアス印加時のチャネル中の電荷キャリアの絶縁膜への電荷移動がOFETsの本質的な動作不安定性の起源の一つであることを明らかにした。
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| 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の駆動・信号処理を担う有機電界効果トランジスタ（OFET）の性能を表す重要な指標は電界効果移動度であり、その向上には目覚ましいものがあった。しかしながら、この単純な移動度競争を終わりにしてOFETの実用化に向け、動作安定性、素子間のばらつき低減を含めた総合的な材料・プロセス技術の開発をする時期に来ている。本研究では、薄膜トランジスタ構造に固有な動作不安定性の起源を明らかにし、高動作安定OFETを実現するための有機半導体と絶縁膜の新規材料設計および材料選択に関する指針を得た。
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