| 研究課題/領域番号 |
22K14293
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分21050:電気電子材料工学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人理化学研究所 |
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研究代表者 |
Bulgarevich Kirill 国立研究開発法人理化学研究所, 創発物性科学研究センター, 特別研究員 (60880268)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 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 |
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
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| キーワード | 有機半導体 / 有機トランジスタ / 単結晶 / 薄膜 / 多単結晶膜 / 大面積 / 間接昇華法 / 間接昇華 / 単結晶有機半導体 / 大気圧下蒸着 / 大気圧蒸着 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
The proposed research aims to develop a simple, scalable, and vacuum and solution free method for growth and transfer of organic semiconductor single crystals (SCs) for applications in high-performance devices based on organic field-effect transistors (OFETs). A method is proposed to cover entire substrate surface with SCs as Multi-SC films. Such films may have similar applications in OFET-based devices as solution grown thin-films, but can show better performance. Thus, practical applications will be offered to organic semiconductor SCs which are mainly used for studying intrinsic properties.
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| 研究成果の概要 |
新たな結晶成長手法「間接昇華法」を開発し、真空レス・溶媒レスで有機半導体単結晶を大面積に形成することに成功した。得られた無数のフリースタンディング単結晶を簡易的な押し付け転写とラビングプロセスによりデバイス基板に転写し、小さな結晶が折り重なって大面積をカバーする「多単結晶膜」とした。多単結晶膜を活性層とした有機トランジスタが単結晶デバイスに近い動作を示すことを確認し、これらを組み合わせてCMOS素子のようなインバーター特性を示す擬CMOS素子の作製に成功した。さらに、独自の結晶構造シミュレーションアルゴリズムを使用し、多単結晶膜応用も期待される新たな超高移動度有機半導体材料の開発にも成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
新たに開発された「間接昇華法」および「多単結晶膜」形成は真空や溶媒を用いずに有機半導体の大面積な結晶性薄膜を形成する手法である。特に我々が最近報告した有機半導体MT-ピレンは多単結晶膜トランジスタで(>15 cm2 V-1 s-1)の非常に高い移動度を示し、この技術により環境への影響を抑えた高性能な有機デバイスの実現が期待される。さらに、我々が独自で開発した結晶構造シミュレーションアルゴリズムを使用することでMT-ピレンと同等な移動度を示す新規材料が開発された。この手法は多単結晶膜応用を念頭に置いた溶解性にとらわれない材料設計と構造シミュレーションによる効率的な高移動度新規材料開発につながる。
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