高移動度、短チャネル薄膜トランジスタを目指した塗布型有機無機ハイブリッド半導体

• 研究課題/領域番号: 24656213
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 電子・電気材料工学
• 研究機関: 大阪府立大学
• 研究代表者: 内藤 裕義 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90172254)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2013年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2012年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
• キーワード: 有機トランジスタ / 塗布プロセス / ナノ粒子 / 有機・無機ハイブリッド / C8-BTBT / 短チャネル / 有機・無期ハイブリッド

研究概要

塗布型薄膜トランジスタの実用には5 μm程度の短チャネル長で移動度が1 cm^2/Vsを超える素子特性が必要となる。新規に開発した塗布型有機半導体を用いたトップゲート構造薄膜トランジスタにおいて、チャネル長5 μmにおいて、最高線形移動度1.5 cm^2/Vsを達成し、本研究で掲げた数値目標を達成し、実用化への端緒を拓いた。

研究成果

• [雑誌論文] High performance top-gate field-effect transistors based on poly(3-hexylthiophene) with different alkyl chain lengths (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Takagi, T. Nagase, T. Kobayashi, H. Naito
  • 雑誌名: Org. Electron. 巻: 15 ページ: 372-377
  • 査読あり
• [雑誌論文] Angular distribution of field-effect mobility in oriented poly[5,50-bis(3-dodecyl-2-thienyl)-2,20- bithiophene] fabricated by roll-transfer printing (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Kushida, T. Nagase, H. Naito
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett 巻: 104 ページ: 93304-93304
  • 査読あり
• [雑誌論文] 埋め込み電極を用いた塗布型有機電界効果トランジスタの高性能化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 木村友, 永瀬隆, 小林隆史, 瀧宮和男, 池田征明, 内藤裕義
  • 雑誌名: 日本画像学会誌 巻: 第53巻 ページ: 3-8
  • NAID: 130004484070
  • 査読あり
• [雑誌論文] High performance top-gate field-effect transistors based on poly(3-hexylthiophene) with different alkyl chain lengths (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Takagi, T. Nagase, T. Kobayashi, H. Naito
  • 雑誌名: Org. Electron 巻: 15 ページ: 372-377
  • 査読あり
• [雑誌論文] Angular distribution of field-effect mobility in oriented poly[5,50-bis(3-dodecyl-2-thienyl)-2,20-bithiophene] fabricated by roll-transfer printing (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Kushida, T. Nagase, H. Naito
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett. 巻: 104 ページ: 93304-93304
  • 査読あり
• [雑誌論文] Highly oriented polymer field-effect transistors with high electrical stability (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Endo, T. Nagase, T. Kobayashi, H. Naito
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 巻: 52 ページ: 12160-12160
  • NAID: 210000143162
  • 査読あり
• [雑誌論文] Low Voltage Operation of Organic Field-Effect Transistors with Embedded Electrodes (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Kimura, T. Nagase, T. Kobayashi, K. Takimiya, M. Ikeda, H. Naito
  • 雑誌名: Proceedings of the 20th International Display Workshop ページ: 443-443
  • 査読あり
• [雑誌論文] Polysilsesquioxanes for gate insulating materials of organic thin-film transistors (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Matsukawa, M. Watanabe, T. Hamada, T. Nagase, and H. Naito
  • 雑誌名: International Journal of Polymer Science 巻: 2012巻 ページ: 852063-852063
  • 査読あり
• [雑誌論文] Device performance of benzothienobenzothiophene-based top-gate organic field-effect transistors with embedded electrodes (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Kimura, F. Mochizuki, T. Nagase, T. Kobayashi, K. Takimiya, M. Ikeda, and H. Naito
  • 雑誌名: Proceedings of the 19th International Display Workshops 巻: 1巻 ページ: 901-904
• [雑誌論文] Charge transport in solution-processed top-gate organic thin-film transistors with different gate insulators (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Takagi, T. Nagase, T. Kobayashi, and H. Naito
  • 雑誌名: Proceedings of the 19th International Display Workshops 巻: 1巻 ページ: 905-908
• [雑誌論文] Effect of MoO3 hole-injection layers on the performance of top-gate organic transistors based on soluble benzothienobenzothiophene derivatives (2012)
  • 著者名/発表者名: F. Mochizuki, Y. Miyata, T. Nagase, T. Kobayashi, K. Takimiya, M. Ikeda, and H. Naito
  • 雑誌名: Proceedings of the 19th International Display Workshops 巻: 1巻 ページ: 1129-1132
• [学会発表] 塗布プロセスにより作製した高性能トップゲート型有機薄膜トランジスタ (2014)
  • 著者名/発表者名: 高木謙一郎, 永瀬 隆, 小林隆史, 内藤裕義
  • 学会等名: 第292回電気材料技術懇談会
  • 発表場所: 大阪
• [学会発表] アモルファス有機高分子トランジスタにおけるキャリア輸送特性と動作安定性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 高木謙一郎, 永瀬 隆, 小林隆史, 内藤裕義
  • 学会等名: 第61回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 神奈川
• [学会発表] 非ハロゲン溶媒を用いた高性能トップゲート型C8-BTBT FET (2014)
  • 著者名/発表者名: 中道諒介, 木村 友, 永瀬 隆, 小林隆史, 瀧宮和男, 濱田雅裕, 内藤裕義
  • 学会等名: 第61回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 神奈川
• [学会発表] 埋め込み型電極を有する有機トランジスタのデバイスシミュレーション:高移動度化の機構 (2014)
  • 著者名/発表者名: 岡田 純, 木村 友, 永瀬 隆, 小林隆史, 内藤裕義
  • 学会等名: 第61回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 神奈川
• [学会発表] Low Voltage Operation of Organic Field-Effect Transistors with Embedded Electrodes AMDp3/OLEDp2-4 (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Kimura, T. Nagase, T. Kobayashi, K. Takimiya, M. Ikeda, H. Naito
  • 学会等名: The 20th International Display Workshop
  • 発表場所: Sapporo
• [学会発表] Device performance of top-gate organic transistors with embedded electrodes : Effects of thin and planar C8-BTBT layer on FET characteristics (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Kimura, T. Nagase, T. Kobayashi, K. Takimiya, M. Ikeda, H. Naito
  • 学会等名: International Conference on Solid State Devices and Materials 2013
  • 発表場所: Fukuoka
• [学会発表] A study of low-temperature carrier transport in solution-processed organic field-effect transistors (2013)
  • 著者名/発表者名: J. Okada, T. Nagase, T. Kobayashi, K. Takimiya, M. Ikeda, H. Naito
  • 学会等名: International Conference on Solid State Devices and Materials 2013
  • 発表場所: Fukuoka
• [学会発表] Device performance of organic field-effect transistors with top-gate configuration based on poly(3-alkylthiophene) with different alkyl chain lengths (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Takagi, T. Nagase, T. Kobayashi, H. Naito
  • 学会等名: 12th European Conference on Molecular Electronics
  • 発表場所: London, U.K.
• [学会発表] Improvement in wettability of soluble organic semiconductors by silica nanoparticles addition for solution- processed organic field-effect transistors (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Nagase, S. Yamazaki, T. Hamada, S. Tokai, M. Yoshikawa, T. Kobayashi, Y. Michiwaki, S. Watase, M. Watanabe, K. Matsukawa, H. Naito
  • 学会等名: 12th European Conference on Molecular Electronics
  • 発表場所: London, U.K.
• [学会発表] High field-effect mobility of poly(3-alkylthiophene)-based organic transistor with top-gate configuration (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Takagi, T. Nagase, T. Kobayashi, H. Naito
  • 学会等名: The 25th International Conference on Amorphous and Nano-crystalline Semiconductors
  • 発表場所: Toronto, Canada
• [学会発表] High Performance of Solution-Processed Top-Gate Organic Transistors using Embedded Source-Drain Electrodes (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Kimura, F. Mochizuki, T. Nagase, T. Kobayashi, K. Takimiya, M. Ikeda, H. Naito
  • 学会等名: The 40th International Symposium on Compound Semiconductors
  • 発表場所: Kobe
• [学会発表] Device performance of top-gate organic transistors with embedded electrodes: Effects of thin and planar C8-BTBT layer on FET characteristics (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Kimura, T. Nagase, T. Kobayashi, K. Takimiya, M. Ikeda, H. Naito
  • 学会等名: International Conference on Solid State Devices and Materials 2013
  • 発表場所: Fukuoka
• [学会発表] A Study of low-temperature carrier transport in solution-processed organic field-effect transistors (2013)
  • 著者名/発表者名: J. Okada, T. Nagase, T. Kobayashi, K. Takimiya, M. Ikeda, H. Naito
  • 学会等名: International Conference on Solid State Devices and Materials 2013
  • 発表場所: Fukuoka
• [学会発表] Low Voltage Operation of Organic Field-Effect Transistors with Embedded Electrodes AMDp3/OLEDp2 -4 (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Kimura, T. Nagase, T. Kobayashi, K. Takimiya, M. Ikeda, H. Naito
  • 学会等名: The 20th International Display Workshop
  • 発表場所: Sapporo
• [学会発表] 塗布型有機トランジスタのキャリア移動度の温度依存性評価:キャリア輸送メカニズムの解明 (2013)
  • 著者名/発表者名: 岡田 純, 永瀬 隆, 小林隆史, 瀧宮和男, 池田征明, 内藤裕義
  • 学会等名: 第111回日本画像学会年次大会
  • 発表場所: 神奈川
• [学会発表] 埋め込み型のソース・ドレイン電極を有した塗布型有機電界効果トランジスタ (2013)
  • 著者名/発表者名: 木村 友, 永瀬 隆, 小林隆史, 瀧宮和男, 池田征明, 内藤裕義
  • 学会等名: 第288回電気材料技術懇談会
  • 発表場所: 大阪
• [学会発表] 塗布型有機トランジスタのキャリア輸送機構：ホッピング輸送の影響に関する考察 (2013)
  • 著者名/発表者名: 岡田 純, 永瀬 隆, 小林隆史, 瀧宮和男, 池田征明, 内藤裕義
  • 学会等名: 第74回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] 埋め込み電極による塗布型有機電界効果トランジスタの低電圧駆動化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 木村 友, 永瀬 隆, 小林隆史, 瀧宮和男, 池田征明, 内藤裕義
  • 学会等名: 第74回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] PTB7 FETのキャリア輸送特性に対するアニール温度の影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: 高木謙一郎, 永瀬 隆, 小林隆史, 内藤裕義
  • 学会等名: 第74回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] 可溶性DNTT 前駆体を用いたボトムコンタクト型有機トランジスタの高移動度化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 阿部聡一郎, 永瀬 隆, 木村 友, 小林隆史, 濱口 梓, 池田吉紀, 内藤裕義
  • 学会等名: 第74回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] トップゲート有機トランジスタの高移動度化、高安定性、低駆動電圧化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 内藤裕義
  • 学会等名: 山形大学 第69回有機エレクトロニクス研究センター講演会
  • 発表場所: 山形
  • 招待講演
• [学会発表] 埋め込み電極によるトップゲート型C8-BTBT FETの低電圧駆動化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 木村 友, 永瀬 隆, 小林隆史, 瀧宮和男, 池田征明, 内藤裕義
  • 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: 大阪
• [学会発表] 塗布型有機電界効果トランジスタのホッピング輸送 (2013)
  • 著者名/発表者名: 岡田 純, 永瀬 隆, 小林隆史, 瀧宮和男, 池田征明, 内藤裕義
  • 学会等名: 第112回日本画像学会年次大会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] ジナフトチエノチオフェン前駆体を用いた塗布型ボトムコンタクト有機トランジスタの作製 (2013)
  • 著者名/発表者名: 阿部聡一郎, 永瀬 隆, 木村 友, 小林隆史, 濱口 梓, 池田吉紀, 内藤裕義
  • 学会等名: 第112回日本画像学会年次大会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] 塗布型有機トランジスタの電界効果移動度の温度依存性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 岡田 純, 永瀬 隆, 小林隆史, 瀧宮和男, 池田征明, 内藤裕義
  • 学会等名: 第10回薄膜材料デバイス研究会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] 埋め込み電極を用いたトップゲート型有機電界効果トランジスタの低電圧駆動化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 木村 友, 永瀬 隆, 小林隆史, 瀧宮和男, 池田征明, 内藤裕義
  • 学会等名: 第10回薄膜材料デバイス研究会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] トップゲート構造を有する塗布型有機高分子トランジスタの高移動度、高安定性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 高木謙一郎, 永瀬 隆, 小林隆史, 内藤裕義
  • 学会等名: 第10回薄膜材料デバイス研究会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] 可溶性ジナフトチエノチオフェン前駆体を用いたボトムコンタクト型有機トランジスタ (2013)
  • 著者名/発表者名: 阿部聡一郎, 永瀬 隆, 木村 友, 小林隆史, 濱口 梓, 池田吉紀, 内藤裕義
  • 学会等名: 第10回薄膜材料デバイス研究会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] トップゲート構造塗布型有機電界効果トランジスタ-高移動度化と動作安定性の向上- (2012)
  • 著者名/発表者名: 内藤裕義
  • 学会等名: 高分子学会有機エレクトロニクス研究会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-07-06
• [学会発表] Electrical characteristics of solution-processable organic field-effect transistors based on small molecule-polymer blends (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Nagase, S. Wakuta, T. Kobayashi, M. Ikeda, K. Takimiya, and H. Naito
  • 学会等名: 10th International Conference on Nano-Molecular Electronics
  • 発表場所: Awaji
• [学会発表] Device Performance of Benzothienobenzothiophene-Based Top-Gate Organic Field-Effect Transistors with Embedded Electrodes (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Kimura, F. Mochizuki, T. Nagase, T. Kobayashi, K. Takimiya, M. Ikeda, and H. Naito
  • 学会等名: The 20th International Display Workshops
  • 発表場所: Kyoto
• [学会発表] Effect of MoO3 Hole-Injection Layers on the Performance of Top-Gate Organic Transistors Basedon Soluble Benzothienobenzothiophene Derivatives (2012)
  • 著者名/発表者名: F. Mochizuki, Y. Miyata, T. Nagase, T.Kobayashi, K. Takimiya, M. Ikeda, and H. Naito
  • 学会等名: The 20th International Display Workshops
  • 発表場所: Kyoto
• [学会発表] Charge Transport in Solution-Processed Top-Gate Organic Thin-Film Transistors with Different Gate Insulators (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Takagi, T. Nagase, T. Kobayashi, and H. Naito
  • 学会等名: The 20th International Display Workshops
  • 発表場所: Kyoto
• [学会発表] The Influence of Gate Insulator Dipoles on Charge Transport in Solution-Processed Top-Gate Organic Field-Effect Transistors with High Mobility and Operational Stability (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Takagi, T. Nagase, T. Kobayashi, and H. Naito
  • 学会等名: 2012 International Conference on Solid State Devices and Materials
  • 発表場所: Kyoto
• [学会発表] Device Characteristics and Operational Stability of Polymer Field-Effect Transistors with Top-Gate Configurations (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Nagase, K. Takagi, T. Kobayashi, T. Kushida,and H. Naito
  • 学会等名: IUMRS-International Conference on Electronic Materials
  • 発表場所: Yokohama
• [学会発表] Improvement of Field-Effect Mobility of Solution-Processed Top-Gate Organic Transistors using an Hole-Injection Layer of Molybdenum Oxide (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Nagase, F. Mochizuki, Y. Miyata, T. Kobayashi, K. Takimiya, M. Ikeda, and H. Naito
  • 学会等名: IUMRS-International Conference on Electronic Materials
  • 発表場所: Yokohama
• [学会発表] Fabrication and Characterization of Dioctylbenzothienobenzothiophene -Based Top-Gate Organic Transistors with Embedded Electrodes (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Kimura, F. Mochizuki, T. Nagase, T. Kobayashi, K. Takimiya, M. Ikeda, and H. Naito
  • 学会等名: International Conference on Flexible and Printed Electronics
  • 発表場所: Tokyo
• [学会発表] Reduction of Contact Resistance of Solution-Processed Top-Gate Organic Transistors using an Hole-Injection Layer of Molybdenum Trioxide (2012)
  • 著者名/発表者名: F. Mochizuki, Y. Miyata, T. Nagase, T. Kobayashi, K. Takimiya, M. Ikeda, and H. Naito
  • 学会等名: International Conference on Flexible and Printed Electronics
  • 発表場所: Tokyo
• [学会発表] Enhancement of Charge Mobility and Electrical Stability of Polythiophene-Based Field-Effect Transistors using Top-gate Configurations (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Takagi, T. Nagase, T. Kobayashi, T. Kushida, and H. Naito
  • 学会等名: International Conference on Flexible and Printed Electronics
  • 発表場所: Tokyo
• [学会発表] Effect of MoO3 Hole-Injection Layers on the Performance of Top-Gate Organic Transistors Based on Soluble Benzothienobenzothiophene Derivatives (2012)
  • 著者名/発表者名: F. Mochizuki, Y. Miyata, T. Nagase, T. Kobayashi, K. Takimiya, M. Ikeda, and H. Naito
  • 学会等名: The 20th International Display Workshops
  • 発表場所: Kyoto
• [学会発表] トップゲート構造塗布型有機電界効果トランジスタ－高移動度化と動作安定性の向上－. (2012)
  • 著者名/発表者名: 内藤裕義
  • 学会等名: 高分子学会 有機エレクトロニクス研究会
  • 発表場所: 東京
  • 招待講演
• [図書] 有機デバイスのための塗布技術 (2012)
  • 著者名/発表者名: 永瀬隆, 濱田崇, 小林隆史, 松川公洋, 内藤裕義(分担執筆)
  • 総ページ数: 8
  • 出版者: シーエムシー出版
• [図書] 有機デバイスのための塗布技術 (2012)
  • 著者名/発表者名: 永瀬 隆, 濱田 崇, 小林隆史, 松川公洋, 内藤裕義（分担執筆）
  • 総ページ数: 8
  • 出版者: シーエムシー出版
• [備考]
  • URL: http://pe3.pe.osakafu-u.ac.jp/
• [備考] 大阪府立大学大学院 工学研究科 電子・数物系専攻 内藤研究室
  • URL: http://pe3.pe.osakafu-u.ac.jp/
• [備考] 大阪府立大学大学院 工学研究科 電子・数物系専攻 電子物理工学分野
  • URL: http://www.pe.osakafu-u.ac.jp/
• [備考] 大阪府立大学大学院 工学研究科 電子・数物系専攻 内藤研究室
  • URL: http://pe3.pe.osakafu-u.ac.jp/
• [備考] 大阪府立大学大学院 工学研究科 電子・数物系専攻 電子物理工学分野
  • URL: http://www.pe.osakafu-u.ac.jp/