| 研究課題/領域番号 |
21K05217
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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35030:有機機能材料関連
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| 研究機関 | 国士舘大学 |
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研究代表者 |
酒井 平祐 国士舘大学, 理工学部, 准教授 (30580401)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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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 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021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 | 有機薄膜トランジスタ / 有機半導体 / 溶液プロセス / 有機電界効果トランジスタ / 有機電界効果トランジスター / 有機トランジスタ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
有機薄膜トランジスタ(OTFT)は5 V程度の低電圧での駆動が実現している。同時に素子性能を示す指標の一つである移動度の改善も進んでいる。例えばブレードを用いた溶液せん断法にて半導体単結晶を製膜し、OTFTの活性層とすると1 cm^2/Vsを超えるような性能で駆動する。この方法では材料の利用効率が悪く、必要な箇所にピンポイントで製膜することができないという問題がある。この問題を解決するために、本研究では結晶性の高い有機半導体の薄膜がOTFTの活性層近傍にのみ形成されるような成膜法を開発し、OTFTへと応用する高移動度なOTFTの駆動へと応用する研究に取り組む。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、結晶性や分子配向性の高い有機半導体の細線を描き、高移動度と低電圧駆動が両立したOTFTを実現することを到達目標としてきた。本研究で取り組んだ製膜法によりでは、結晶性の高い有機半導体の細線を引くことに成功した。この方法を応用したOTFTでは、駆動電圧は5V程度であり、移動度については、一般的な成膜方法で作成したOTFTと同程度の結果が得られる場合もあるものの、再現性は低かった。
一方で、研究計画段階では予想していなかった結果として、本研究で開発した製膜法を用いると撥液性高分子の上に溶液プロセスにより有機半導体層を製膜しすることを見出したことが挙げられる。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
有機半導体を利用した電子デバイスは既存の電子デバイスと比べて、省エネルギー・低コストで作製することができると言われている。そのためには、溶液プロセスによるデバイス作製技術の確立が必要となる。本研究ではトランジスタなどの電子デバイスに用いる有機半導体の薄膜成膜のための新たな技術として、半導体の細線を引くことができるような技術開発と成膜機構についての研究を進めた。その結果、既存の成膜方法で半導体薄膜を形成し、トランジスタを作製した場合と同等の性能が得られることが分かった。性能は未だばらつきがあるため性能を安定させるための研究は今後の課題となる。一方で、材料の利用効率は概算で10倍程度改善した。
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