電荷秩序転移による新原理高速有機デバイスの開発

• 研究課題/領域番号: 24560006
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 応用物性・結晶工学
• 研究機関: 千葉大学
• 研究代表者: 酒井 正俊 千葉大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60332219)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2013年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2012年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
• キーワード: 強相関エレクトロニクス / 分子性結晶 / 電荷秩序 / モット絶縁体 / 電界効果トランジスタ / 有機トランジスタ / 光物性 / 表面・界面物性 / 強相関電子 / 分子性固体 / 強相関電子系

研究成果の概要

本研究は強相関有機結晶を用いて電界効果トランジスタを作製するための技術を開発し、有機強相関材料の金属－絶縁体転移を動作原理とする新原理有機デバイスの動作を検証することを目的として進められた。強相関有機結晶の結晶成長法、電極形成方法、デバイス構造を根本的に見直すことによって、ゲート電圧によって金属－絶縁体転移温度を誘起する電界効果トランジスタ構造の作製と動作実証に成功した。電界効果による金属－絶縁体転移は再現性があり、電極材料を変えることによって、p型もしくは両極性の特性が得られた。

研究成果

• [雑誌論文] Partial Dissolution of Charge Order Phase Observed in β-(BEDT-TTF)2 PF6 Single Crystal Field Effect Transistor (2015)
  • 著者名/発表者名: Masatoshi Sakai, Norifumi Moritoshi, Shigekazu Kuniyoshi, Hiroshi Yamauchi, Kazuhiro Kudo, and Hyuma Masu
  • 雑誌名: Journal of Nanoscience and Nanotechnology 巻: 印刷中
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Photocurrent suppression near antiferromagnetic transition in an organic Mott-insulator β′-(BEDT-TTF)(TCNQ) crystal (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Ginoza, T. Shinohara, M. Sakai and H. Mino
  • 雑誌名: Physica status solidi (b) 巻: 251 号: 6 ページ: 1248-1251
  • DOI: 10.1002/pssb.201350409
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 有機電荷移動錯体を用いた結晶トランジスタの作製と特性評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 酒井正俊, 増尾和哉, 森年規文, 奥村朗人, 國吉繁一, 山内 博, 工藤一浩
  • 雑誌名: 信学技報 巻: 113 ページ: 7-9
• [雑誌論文] β-(BEDT-TTF)2PF6結晶における金属-絶縁体温度近傍でのゲート電界の効果 (2013)
  • 著者名/発表者名: 酒井正俊, 増尾和哉, 國吉繁一, 山内 博, 工藤一浩
  • 雑誌名: 信学技報 巻: 113 ページ: 33-35
• [雑誌論文] Gate-Induced Thermally Stimulated Current on the Ferroelectric-like Dielectric Properties of (BEDT-TTF)(TCNQ) Crystalline Field Effect Transistor (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Sakai, M. Hanada, S. Kuniyoshi, H. Yamauchi, M. Nakamura and K. Kudo
  • 雑誌名: Crystals 巻: 2 号: 3 ページ: 730-740
  • DOI: 10.3390/cryst2030730
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of organic conductive wires and molecular break junction (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Sakai, H. Yamauchi, M. Nakamura and K. Kudo
  • 雑誌名: Journal of Physics 巻: 358 ページ: 12011-12011
  • DOI: 10.1088/1742-6596/358/1/012011
  • 査読あり
• [学会発表] Partial Dissolution of Charge Order Phase Observed in β-(BEDT-TTF)2PF6 Single Crystal Field Effect Transistor (2014)
  • 著者名/発表者名: Masatoshi Sakai, Norifumi Moritoshi, Takuya Ohwada, Shigekazu Kuniyoshi, Hiroshi Yamauchi and Kazuhiro Kudo
  • 学会等名: 11th International Conference on Nano-Molecular Electronics (ICNME2014)
  • 発表場所: Kobe International Conference Center, Kobe, Japan
  • 年月日: 2014-12-17 – 2014-12-19
• [学会発表] 有機モット絶縁体β'-(BEDT-TTF) (TCNQ)における光反射測定での多重反射 (2014)
  • 著者名/発表者名: )貞本貢汰、中嶋 誠、酒井正俊、三野弘文
  • 学会等名: 第25回光物性研究会
  • 発表場所: 神戸大学百年記念会館
  • 年月日: 2014-12-12 – 2014-12-13
• [学会発表] Gate-induced Ferroelectric-like state and Nonlinear Conduction Observed in an Organic Mott Insulator Field Effect Transistor
  • 著者名/発表者名: N. Moritoshi, M. Sakai, M. Kamimura, K. Kuniyoshi, H. Yamauchi and K. Kudo
  • 学会等名: 11th International Symposium on Functional π-Electron Systems
  • 発表場所: Arcachon, France
• [学会発表] Effects of a gate electric field on a metal-insulator transition of a charge ordered organic crystal
  • 著者名/発表者名: M. Sakai, K. Masuo, S. Kuniyoshi, H. Yamauchi, and K. Kudo
  • 学会等名: 12th Asia Pacific Physics Conference
  • 発表場所: Chiba, Japan
• [学会発表] Gate-induced Shift of Metal-Insulator Transition Temperature Observed in beta-(BEDT-TTF)2PF6 Single Crystal Field Effect Transistor
  • 著者名/発表者名: M. Sakai, K. Masuo, S. Kuniyoshi, H. Yamauchi, and K. Kudo
  • 学会等名: 2013 JSAP-MRS Joint Symposia
  • 発表場所: Kyoto, Japan
• [学会発表] β-(BEDT-TTF)2PF6結晶における金属-絶縁体温度近傍でのゲート電界の効果
  • 著者名/発表者名: 酒井正俊, 増尾和哉, 國吉繁一, 山内 博, 工藤一浩
  • 学会等名: 電子情報通信学会OME研究会
  • 発表場所: 東京都
• [学会発表] 有機モット絶縁体β’-(BEDT-TTF)(TCNQ)結晶における光電流の温度変化
  • 著者名/発表者名: 宜野座智理, 三野弘文, 酒井正俊
  • 学会等名: 日本物理学会2013年秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学
• [学会発表] 有機モット絶縁体β′-(BEDT-TTF)(TCNQ)結晶におけるラマン分光
  • 著者名/発表者名: 中村雅代, 得田志保, 三野弘文, 酒井正俊
  • 学会等名: 第24回光物性研究会
  • 発表場所: 大阪市立大学
• [学会発表] 有機電荷移動錯体を用いた結晶トランジスタの作製と特性評価
  • 著者名/発表者名: 酒井正俊, 増尾和哉, 森年規文, 奥村朗人, 國吉繁一, 山内 博, 工藤一浩
  • 学会等名: 電子情報通信学会OME研究会
  • 発表場所: 東京工業大
• [学会発表] β-(BEDT-TTF)2PF6における電界誘起金属 絶縁体転移温度シフト
  • 著者名/発表者名: 酒井正俊，増尾和哉，森年規文，國吉繁一，山内博，工藤一浩
  • 学会等名: 日本物理学会 第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学
• [学会発表] (BEDT-TTF)(TCNQ)における低温下でのテラヘルツ波分光
  • 著者名/発表者名: 貞本貢汰，三野弘文，酒井正俊，中嶋誠
  • 学会等名: 日本物理学会 第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学
• [学会発表] 有機モット絶縁体β’-(BEDT-TTF)(TCNQ)結晶における光電流特性
  • 著者名/発表者名: 宜野座智理, 三野弘文, 酒井正俊
  • 学会等名: 第24回光物性研究会
  • 発表場所: 大阪市立大学
• [学会発表] Si基板上に成長した(BEDT-TTF)(TCNQ)微結晶における結晶構造の温度依存性
  • 著者名/発表者名: 酒井正俊、石黒雅人、花田光聡、国吉繁一、中村雅一、山内 博、工藤一浩、中尾朗子
  • 学会等名: 日本物理学会2012年秋季大会
  • 発表場所: 横浜国立大学
• [学会発表] 分子機能を活かしたデバイス開発の現状と将来展望
  • 著者名/発表者名: 工藤一浩，酒井正俊
  • 学会等名: 第60回 応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学
  • 招待講演
• [学会発表] β-(BEDT-TTF)2PF6結晶における金属-絶縁体温度近傍でのゲート電界の効果
  • 著者名/発表者名: 酒井正俊・増尾和哉・國吉繁一・山内 博・工藤一浩
  • 学会等名: 電子情報通信学会有機エレクトロニクス研究会
  • 発表場所: 機械振興会館
• [学会発表] Si基板上に成長した(BEDT-TTF)(TCNQ)微結晶における歪誘起強誘電転移の発現
  • 著者名/発表者名: 酒井正俊
  • 学会等名: 日本学術振興会142委員会
  • 発表場所: 東京理科大学
  • 招待講演
• [図書] 先端 有機半導体デバイス -基礎からデバイス物性まで (2015)
  • 著者名/発表者名: 酒井正俊 他多数
  • 出版者: 株式会社オーム社
• [図書] Electronic Processes in Organic Electronics, Chapter 9 (2014)
  • 著者名/発表者名: Kazuhiro Kudo and Masatoshi Sakai
  • 総ページ数: 432
  • 出版者: Springer
• [備考] 分子機能教育研究分野
  • URL: http://mole.te.chiba-u.jp/