フレキシブル塗布型有機トランジスタメモリの実現に向けた基盤技術開発

• 研究課題/領域番号: 26420276
• 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: 電子・電気材料工学
• 研究機関: 大阪府立大学
• 研究代表者: 永瀬 隆 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (00399536)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2014年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
• キーワード: 有機トランジスタ / 有機メモリ / 塗布型有機半導体 / フローティングゲート / 溶液プロセス / トップゲート構造

研究成果の概要

可溶性低分子半導体をフローティングゲートとして利用することで、電荷蓄積層、有機半導体層及びゲート絶縁層の全有機層を簡易的な溶液プロセスで作製できる不揮発性有機トランジスタメモリを開発することに成功した。開発したメモリ素子は大きな閾値電圧シフトを示し、良好な書込／消去特性、比較的長い電荷保持特性が得られることが分かった。この様なメモリ動作が有機半導体のエネルギーバンドダイアグラムで説明できることを示した。

研究成果

• [雑誌論文] Solution-processed organic field-effect transistors based on dinaphthothienothiophene precursor with chemically modified electrodes (2017)
  • 著者名/発表者名: T. Nagase, S. Abe, T. Kobayashi, Y Kimura, A. Hamaguchi, Y. Ikeda, and H. Naito
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series 巻: 印刷中
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Organic ｆloating-ｇate ｔransistor ｍemory ｂased on ｓolution-ｐrocessed organic films (2016)
  • 著者名/発表者名: F. Shiono, T. Nagase, T. Kobayashi, and H. Naito
  • 雑誌名: Proceedings of the International Display Workshops 巻: Vol. 23 ページ: 1440-1441
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] High mobility and operational stability of top-gate organic transistors based on solution-processable organic semiconductors (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Nagase, K. Takagi, R. Nakamichi, T. Kobayashi, and H. Naito
  • 雑誌名: Proceedings of the International Display Workshops 巻: Vol. 23 ページ: 1380-1383
• [雑誌論文] Effects of silica nanoparticle addition on polymer semiconductor wettability and carrier mobility in solution-processable organic transistors (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Nagase, M. Yoshikawa, S. Yamazaki, T. Kobayashi, Y. Michiwaki, S. Watase, M. Watanabe, K. Matsukawa, and H. Naito
  • 雑誌名: Journal of Polymer Science, Part B 巻: 54巻 号: 4 ページ: 509-516
  • DOI: 10.1002/polb.23940
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Fabrication of vertical molecular junction devices with conductive polymer contacts using a peeling method (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Konishi, T. Nagase, T. Kobayashi, R. Ueda, T. Terui, A. Otomo, and H. Naito
  • 雑誌名: Journal of Nanoscience Nanotechnology 巻: 16巻 号: 4 ページ: 3307-3311
  • DOI: 10.1166/jnn.2016.12278
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Solution-processed dinaphtho[2,3-b:2',3'-f]thieno[3,2-b]thiophene transistor memory based on phosphorus-doped silicon nanoparticles as a nano-floating gate (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Kimura, A. Hamaguchi, Y. Ikeda, T. Nagase, H. Naito, K. Takimiya, and T. Shiro
  • 雑誌名: Applied Physics Express 巻: 8巻 号: 10 ページ: 101601-101601
  • DOI: 10.7567/apex.8.101601
  • NAID: 210000137666
  • 査読あり
• [学会発表] Development of organic floating-gate nonvolatile transistor memory based on solution-processed organic films (2016)
  • 著者名/発表者名: F. Shiono, T. Nagase, T. Kobayashi, and H. Naito
  • 学会等名: 12th International Conference on Nano-Molecular Electronics
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2016-12-14
  • 国際学会
• [学会発表] Effect of light illumination on solution-processed top-gate organic transistor memory devices with soluble fullerene-polymer charge storage layers (2016)
  • 著者名/発表者名: F. Shiono, T. Nagase, T. Kobayashi, and H. Naito
  • 学会等名: 12th International Conference on Nano-Molecular Electronics
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2016-12-14
  • 国際学会
• [学会発表] Electrical performance of solution-processed dioctylbenzothienobenzothiophene-based top-gate organic transistors with molybdenum trioxide hole injection layers (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Nagase, F. Mochizuki, Y. Miyata, T. Kobayashi, K. Takimiya, Y. Sadamitsu, M. Ikeda, and H. Naito
  • 学会等名: 12th International Conference on Nano-Molecular Electronics
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2016-12-14
  • 国際学会
• [学会発表] Solution-processed organic field-effect transistors based on dinaphthothienothiophene precursor with chemically modified electrodes (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Nagase, S. Abe, T. Kobayashi, Y. Kimura, A. Hamaguchi, Y. Ikeda, and H. Naito
  • 学会等名: 12th International Conference on Nano-Molecular Electronics
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2016-12-14
  • 国際学会
• [学会発表] Analysis of dynamical characteristics of organic field-effect transistors by device simulation (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Suenaga, T. Nagase, T. Kobayashi, and H. Naito
  • 学会等名: 12th International Conference on Nano-Molecular Electronics
  • 発表場所: 戸国際会議場（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2016-12-14
  • 国際学会
• [学会発表] Organic floating-gate transistor memory based on solution-processed organic films (2016)
  • 著者名/発表者名: F. Shiono, T. Nagase, T. Kobayashi, and H. Naito
  • 学会等名: The 23rd International Display Workshops
  • 発表場所: 福岡国際会議場（福岡県福岡市)
  • 年月日: 2016-12-07
  • 国際学会
• [学会発表] High mobility and operational stability of top-gate organic transistors based on solution-processable organic semiconductors (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Nagase, K. Takagi, R. Nakamichi, T. Kobayashi, and H. Naito
  • 学会等名: The 23rd International Display Workshops
  • 発表場所: 福岡国際会議場（福岡県福岡市)
  • 年月日: 2016-12-07
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 可溶性ペンタセンを用いた塗布型有機フローティングゲート不揮発性有機トランジスタメモリ (2016)
  • 著者名/発表者名: 塩野郁弥, 永瀬 隆, 小林隆史, 内藤裕義
  • 学会等名: 薄膜材料デバイス研究会第13回研究集会
  • 発表場所: 龍谷大学校友会館（京都府京都市）
  • 年月日: 2016-10-21
• [学会発表] 塗布型トップゲート有機トランジスタの電界効果移動度に対する接触抵抗の影響 (2016)
  • 著者名/発表者名: 永瀬 隆, 中道諒介, 小林隆史, 貞光雄一, 内藤裕義
  • 学会等名: 薄膜材料デバイス研究会第13回研究集会
  • 発表場所: 龍谷大学校友会館（京都府京都市）
  • 年月日: 2016-10-21
• [学会発表] Solution-processed top-gate nonvolatile organic transistor memory devices with soluble fullerene-polymer composite as charge storage layers (2016)
  • 著者名/発表者名: F. Shiono, T. Nagase, T. Kobayashi, and H. Naito
  • 学会等名: 2016 International Conference on Solid State Devices and Materials
  • 発表場所: つくば国際会議場（茨城県つくば市）
  • 年月日: 2016-09-26
  • 国際学会
• [学会発表] 塗布プロセスによる有機フローティングゲート不揮発性有機トランジスタメモリ (2016)
  • 著者名/発表者名: 塩野郁弥, 永瀬 隆, 小林隆史, 内藤裕義
  • 学会等名: 第77回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ（新潟県新潟市）
  • 年月日: 2016-09-13
• [学会発表] High field-effect mobility in solution-processed n-channel organic thin-film transistors with top-gate configuration (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Suenaga, T. Nagase, T. Kobayashi, and H. Naito
  • 学会等名: 2016 international conference on flexible and printed electronics
  • 発表場所: 山形大学（山形県米沢市）
  • 年月日: 2016-09-06
  • 国際学会
• [学会発表] 低分子分散膜を電荷蓄積層として用いた塗布型トップゲート有機トランジスタメモリ (2016)
  • 著者名/発表者名: 永瀬 隆, 塩野郁弥, 小林隆史, 内藤裕義
  • 学会等名: 第35回電子材料シンポジウム
  • 発表場所: ラフォーレ琵琶湖（滋賀県守山市）
  • 年月日: 2016-07-06
• [学会発表] 塗布型トップゲート有機トランジスタメモリの作製と評価 (2016)
  • 著者名/発表者名: 塩野郁弥, 永瀬 隆, 小林隆史, 内藤裕義
  • 学会等名: 第63回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 東京工業大学大岡山キャンパス（東京都目黒区）
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] トップゲート構造による塗布型nチャネル有機トランジスタの高移動度化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 末永 悠, 永瀬 隆, 小林隆史, 内藤裕義
  • 学会等名: 第63回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 東京工業大学大岡山キャンパス（東京都目黒区）
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] トップゲート構造を有する塗布型有機電界効果トランジスタの高動作安定性 (2016)
  • 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63回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 東京工業大学大岡山キャンパス（東京都目黒区）
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] n型ポリマーを用いた高移動度トップゲート電界効果トランジスタ (2015)
  • 著者名/発表者名: 末永 悠, 永瀬 隆, 小林隆史, Ye-Jin Hwang, Samson Jenekhe, 内藤裕義
  • 学会等名: 大阪府立大学21世紀科学研究機構 分子エレクトロニックデバイス研究所 第17回研究会
  • 発表場所: 大阪府立大学なかもずキャンパス（大阪府堺市）
  • 年月日: 2015-11-06
• [学会発表] 可溶性DNTT前駆体とフラーレン誘導体を用いた塗布プロセスによる積層両極瀬有機トランジスタの作製 (2015)
  • 著者名/発表者名: 末永 悠, 永瀬 隆, 小林隆史, 木村 友, 濱口 梓, 池田吉紀, 城 尚志, 瀧宮和男, 内藤裕義
  • 学会等名: 薄膜材料デバイス研究会第12回研究集会
  • 発表場所: 龍谷大学校友会館（京都府京都市）
  • 年月日: 2015-10-30
• [学会発表] 混合溶媒による塗布型有機電界効果トランジスタの特性制御 (2015)
  • 著者名/発表者名: 中道諒介, 永瀬 隆, 小林隆史, 貞光雄一, 内藤裕義
  • 学会等名: 第76回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場（愛知県名古屋市）
  • 年月日: 2015-09-13
• [学会発表] High-ｐerformance ｔop-ｇate organic field-effect transistors based on n-type polymer semiconductors (2015)
  • 著者名/発表者名: 末永 悠, 永瀬 隆, Ye-Jin Hwang, Samson Jenekhe, 内藤裕義
  • 学会等名: 第76回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場（愛知県名古屋市）
  • 年月日: 2015-09-13
• [学会発表] Siナノ粒子をフローティングゲートとした塗布型DNTTトランジスタメモリ (2015)
  • 著者名/発表者名: 木村 友, 濵口 梓, 池田吉紀, 永瀬 隆, 内藤裕義, 瀧宮和男, 城 尚志
  • 学会等名: 第76回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場（愛知県名古屋市）
  • 年月日: 2015-09-13
• [学会発表] Improvement of the field-effect mobility and electrical stability of solution-processable organic transistors using a top-gate configuration (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Nagase, K. Takagi, T. Kobayashi, and H. Naito
  • 学会等名: 第34回電子材料シンポジウム
  • 発表場所: ラフォーレ琵琶湖（滋賀県守山市）
  • 年月日: 2015-07-15
• [学会発表] Solution-processed n-channel top-gate organic transistors with high mobility and high electrical stability (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Suenaga, T. Nagase, T. Kobayashi and H. Naito
  • 学会等名: 第34回電子材料シンポジウム
  • 発表場所: ラフォーレ琵琶湖（滋賀県守山市）
  • 年月日: 2015-07-15
• [学会発表] 塗布プロセスによる高移動度n型有機電界効果トランジスタ (2015)
  • 著者名/発表者名: 末永 悠, 永瀬 隆, 小林隆史, 内藤裕義
  • 学会等名: 第10回有機デバイス院生研究会
  • 発表場所: 大阪大学（大阪府吹田市）
  • 年月日: 2015-07-01
• [学会発表] 塗布プロセスによる高移動度n型有機電界効果トランジスタ (2015)
  • 著者名/発表者名: 末永 悠, 永瀬 隆, 小林隆史, 内藤裕義
  • 学会等名: 第62回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 東海大学湘南キャンパス（神奈川県平塚市）
  • 年月日: 2015-03-12
• [学会発表] C12-BTBT OFETの作製と評価 (2015)
  • 著者名/発表者名: 中道諒介, 永瀬 隆, 小林隆史, 貞光雄一, 内藤裕義
  • 学会等名: 第62回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 東海大学湘南キャンパス（神奈川県平塚市）
  • 年月日: 2015-03-12
• [学会発表] Fabrication of vertical molecular junction devices with conductive polymer contacts using a peeling method (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Konishi, T. Nagase, T. Kobayashi, R. Ueda, T. Terui, A. Otomo, and H. Naito
  • 学会等名: The 11th International Conference on Nano-Molecular Electronics
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2014-12-17
• [学会発表] Influence of gate electric field on the electrical characteristics of short-channel organic field-effect transistors (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Nagase, T. Hirose, T. Kobayashi, R. Ueda, A. Otomo, and H. Naito
  • 学会等名: The 11th International Conference on Nano-Molecular Electronics
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2014-12-17
• [学会発表] High mobility solution-processed organic field-effect transistors with channel length of 5 μm (2014)
  • 著者名/発表者名: R. Nakamichi, T. Nagase, T. Kobayashi, Y. Sadamitsu, and H. Naito
  • 学会等名: The 21st International Display Workshop
  • 発表場所: 朱鷺メッセ（新潟県新潟市）
  • 年月日: 2014-12-04
• [学会発表] 短チャネル塗布型トップゲート有機トランジスタの移動度改善 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中道諒介, 永瀬 隆, 小林隆史, 貞光雄一, 内藤裕義
  • 学会等名: 薄膜材料デバイス研究会第11回研究集会
  • 発表場所: 龍谷大学校友会館（京都府京都市）
  • 年月日: 2014-11-01
• [学会発表] 剥離法によるPEDOT:PSS-単分子膜接合デバイスの作製 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小西祐宇，永瀬 隆，小林隆史，上田里永子, 照井通文, 大友 明, 内藤裕義
  • 学会等名: 薄膜材料デバイス研究会第11回研究集会
  • 発表場所: 龍谷大学校友会館（京都府京都市）
  • 年月日: 2014-11-01
• [学会発表] チャネル長5 μmにおける高移動度有機電界効果トランジスタ (2014)
  • 著者名/発表者名: 中道諒介, 永瀬 隆, 小林隆史, 貞光雄一, 内藤裕義
  • 学会等名: 第75回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 北海道大学（北海道札幌市）
  • 年月日: 2014-09-17
• [学会発表] 非ハロゲン溶媒を用いたベンゾチエノベンゾチオフェン誘導体電界効果トランジスタの作製 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中道諒介, 木村 友, 永瀬 隆, 小林隆史, 濱田雅裕, 内藤裕義
  • 学会等名: 第113回日本画像学会年次大会
  • 発表場所: 東京工業大学すずかけ台キャンパス（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2014-06-11