| 研究課題/領域番号 |
21K04195
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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 | 神戸大学 |
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研究代表者 |
服部 吉晃 神戸大学, 工学研究科, 准教授 (90736654)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
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| キーワード | 有機薄膜トランジスタ / 単分子有機薄膜 / マイクロコンタクトプリンティング法 / 有機トランジスタ / UVオゾン処理 / 親水疎水パターニング / 有機半導体 / 結晶成長 / トランジスタ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
有機半導体トランジスタのキャリア移動度は有機薄膜の結晶粒界で減少するために、製膜方法に関して、一般的な真空蒸着法に比べて比較的大きな単結晶のグレインが得られるブレードコート法が近年注目されている。既存の手法において、グレインの成長機構を詳細に理解して、単結晶のグレインを制御しながら大きく成長させることができれば、さらなる均一な膜質が得られ、トランジスタの性能と信頼性の向上が期待できるが、現在、グレインの成長を積極的に制御する技術は確立されていない。本研究では製膜中の様子をその場観察で、製膜中の薄膜の結晶性を調べ、グレインの形成メカニズムを明らかにし、製膜プロセスを改良することを研究目標とする。
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| 研究実績の概要 |
性能のよい有機半導体トランジスタを作製するには、優れた有機半導体により結晶性のよい有機薄膜をキャリアトラップの少ない撥水性のゲート絶縁膜上に製膜することが効果的である。前年度までの研究で、疎水性基板の表面の一部をUVオゾン処理で局所的に親水化して、親水疎水パターニングを形成し、有機半導体を含んだ溶液を塗布することにより、溶液のダイナミクスが制御され、疎水基板上に有機薄膜を製膜できることが分かった。しかし、製膜の再現性に課題があり、単純な親水疎水パターニングだけでなく、表面自由エネルギー等により定義された、より定量的で安定したパターニングを行う必要がある。そこで、今年度は、単分子有機薄膜を用いて安定した親水疎水パターニングを形成し、光学的にそれらを評価する方法に関して研究を進めた。基板に有機単分子膜のパターンを形成する方法の一つに、マイクロコンタクトプリンティング法（μCP法）という手法がある。μCP法は表面に微細な凹凸を有するエラストマーをスタンプとして利用する手法で、過去の報告ではチオール有機単分子膜の形成例が多い。そこで、まずは先行研究に倣い、表面が金薄膜を有する基板を作製してアルカンチオールのパターニングを試みた。その評価法として、研究代表者が以前に開発した光学干渉効果を用いた極薄膜の可視化技術を利用して診断し、想定通りのパターニングが行えていることが確認された。次に、ゲート絶縁膜表面へのμCP法を用いた単分子膜修飾とその評価方法の確立を目指し、表面が任意の材料で、単分子有機薄膜の形成が光学的に確認できる無反射多層基板の開発を行った。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
新しい有機薄膜の製膜法を提案するとともに、技術的課題を見出し、それに対応する研究に着手できたため。
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| 今後の研究の推進方策 |
ゲート絶縁膜表面に形成された有機単分子膜を光学的に評価するための研究には着手できたが、実際に有機単分子膜のパターニングを形成した実証試験まで行えなかった。ホスホン酸やシランの有機単分子膜のパターニング形成を行い検証する必要がある。
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