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有機半導体π電子系の3次元電界効果トランジスタ

公募研究

研究領域高次π空間の創発と機能開発
研究課題/領域番号 21108514
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関大阪大学

研究代表者

竹谷 純一  大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (20371289)

研究期間 (年度) 2009 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2010年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2009年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード分子性固体 / 有機半導体 / 表面・界面物性 / 合成化学 / 電子デバイス / 有機トランジスタ / 電子輸送特性 / 有機単結晶トランジスタ
研究概要

21年度は、集積型立体構造に微小有機半導体単結晶キャリア伝導チャンネルを構成する手法の開発に取り組み、MEMS技術を用いたシリコン基板やプラスティック材料の立体構造を作製する手法の開発を進めた。それまでの、十ミクロンスケールの縦型マルチチャンネルを有する多結晶薄膜トランジスタの動作に成功したプロセスを発展させて、スケールダウンするとともに欠陥の少ない高品質の単結晶を構造上に成長する方法を工夫した。22年度には、こうして得られた三次元構造を用いて、「三次元有機トランジスタ」や領域内共同研究による「金微粒子と有機単結晶薄膜の室温塗布による高性能有機トランジスタの開発」を行った。
「三次元有機トランジスタ」では、単結晶の有機トランジスタと組み合わせてMHz級のデバイス応答を実現した。この結果は、論理回路素子への展開が可能なほどに高性能な有機トランジスタ開発1のベースとなる(Appl.Phys.Lett.??)。「金微粒子と有機単結晶薄膜の室温塗布による高性能有機トランジスタの開発」は、領域内の筑波大学金原氏との共同研究である。同氏が開発した、室温塗布プロセスのみによって低抵抗の金属伝導が実現する金微粒子を用いて、インクジェット装置による塗布プロセスを開発した。金微粒子の分散液が親水性であって、疎水性の有機半導体表面には通常の方法で塗布することが難しいために、ここでも立体構造を用いて濡れ性を制御する手法によって、有機半導体との密着性を高めた。その結果、研究代表者の有する高性能有機単結晶薄膜と組み合わせて、塗布のみによる高性能有機トランジスタを実現できた。

報告書

(2件)
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2011 2010 2009

すべて 雑誌論文 (17件) (うち査読あり 17件) 学会発表 (10件) 図書 (1件) 産業財産権 (3件)

  • [雑誌論文] Patternable Solution-Crystallized Organic Transistors with High Charge Carrier Mobility2011

    • 著者名/発表者名
      K.Nakayama, J.Takeya, et al.
    • 雑誌名

      Advanced Materials(Early View)

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optical pump-probe spectroscopy of photocarriers in rubrene single crystals2011

    • 著者名/発表者名
      S.Tao, J.Takeya, et al.
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 83

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Linear- and Angular-Shaped Naphthodithiophenes : Selective Synthesis, Properties, and Application to Organic Field-Effect Transistors2011

    • 著者名/発表者名
      S.Shinamura, J.Takeya, et al.
    • 雑誌名

      Journal of The American Chemical Society

      巻: in press

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Low-temperature thermal conductivity of bulk and film-like rubrene single crystals2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Okada, J.Takeya, et al.
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 83

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Low-voltage operation of n-type organic field-effect transistors with ionic liquid2010

    • 著者名/発表者名
      T.Uemura, et al.
    • 雑誌名

      Jap.J.Appl.Phys. 49

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Air-stable n-channel single-crystal field-effect transistors2010

    • 著者名/発表者名
      M.Yamagishi, et al.
    • 雑誌名

      Jap.J.Appl.Phys. 49

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Growth of thin rubrene single crystals from 1-propanol solvent2010

    • 著者名/発表者名
      T.Matsukawa, et al.
    • 雑誌名

      J.Cryst.Growth 312

      ページ: 310-313

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Charge-transfer induced surface conductivity for a copper based inorganic-organic hybrid2009

    • 著者名/発表者名
      A.H.Arkenbout, et al.
    • 雑誌名

      Appl.Phys.Lett. 95

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Very high mobility in solution-processed organic thin-film transistors of highly ordered [1]Benzothieno[3,2-b]benzothiophene derivatives2009

    • 著者名/発表者名
      T.Uemura, et al.
    • 雑誌名

      Appl.Phys.Exp. 2

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-performance organic field-effect transistors with binary ionic liquids2009

    • 著者名/発表者名
      S.Ono, et al.
    • 雑誌名

      Org.Electron. 10

      ページ: 1579-1582

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reduced contact resistances in organic transistors with secondary gates on source and drain electrodes2009

    • 著者名/発表者名
      K.Nakayama, et al.
    • 雑誌名

      Appl.Phys.Lett. 95

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Low-voltage operation of n-type organic field-effect transistors with ionic liquid2009

    • 著者名/発表者名
      T.Uemura, et al.
    • 雑誌名

      Appl.Phys.Lett. 95

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comprehensive evaluation of electron mobility for trifluoroacetyl-terminated electronegative conjugated oligomer2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Ie, et al.
    • 雑誌名

      J.Phys.Chem.C 113

      ページ: 17189-17193

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct observation of lanthanide(III)-phthalocyanine molecules on Au(111) by using scanning tunneling microscopy and scanning tunneling spectroscopy and thin-film field-effect transistor properties of Tb(III)-and Dy(III)-phthalocyanine molecules2009

    • 著者名/発表者名
      K.Katoh, et al.
    • 雑誌名

      J.Am.Chem.Soc. 131

      ページ: 9967-9970

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Organic field-effect transistors using single crystals2009

    • 著者名/発表者名
      T.Hasegawa, et al.
    • 雑誌名

      Sci.Technol.Adv.Mater. 10

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Moderately anisotropic field-effect mobility in dinaphtho[2,3-b:2',3'-f]thiopheno[3,2-b]thiophenes single-crystal transistors2009

    • 著者名/発表者名
      M.Uno, et al.
    • 雑誌名

      Appl.Phys.Lett. 94

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Three-dimensional organic field-effect transistors with high output current and high on-off ratio2009

    • 著者名/発表者名
      M.Uno, et al.
    • 雑誌名

      Appl.Phys.Lett. 94

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Hall Effect and Charge Transport Mechanism in High-mobility Organic Transistors2010

    • 著者名/発表者名
      J.Takeya
    • 学会等名
      2010 MRS Fall Meeting
    • 発表場所
      Sheraton Boston Hotel, Massachusetts(USA)
    • 年月日
      2010-12-03
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 有機電界効果トランジスタにおけるホール効果測定2010

    • 著者名/発表者名
      植村隆文, 竹谷純一
    • 学会等名
      日本物理学会 2010年秋
    • 発表場所
      大阪府立大学中百舌鳥キャンパス
    • 年月日
      2010-09-23
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] ジアルキルジナフトチエノチオフェンの高移動度塗布型OFETs2010

    • 著者名/発表者名
      植村隆文, 竹谷純一
    • 学会等名
      2010年秋季 第71回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      長崎大学文教キャンパス
    • 年月日
      2010-09-15
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Electric field-effect in solution-crystallized organic semiconductors2010

    • 著者名/発表者名
      J.Takeya
    • 学会等名
      2010 MRS Spring Meeting
    • 発表場所
      Moscone West and San Francisco Marriott(USA)(Invite)
    • 年月日
      2010-04-08
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Three-dimensional Organic Field-effect Transistors2009

    • 著者名/発表者名
      M.Uno
    • 学会等名
      The 16th International Display Workshop (IDW '09)
    • 発表場所
      Miyazaki International Conference Hall, Phonenix Seagia Resort, Miyazaki
    • 年月日
      2009-12-09
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Three-dimensional organic field-effect transistors on plastic substrates : flexible transistors with very high output current2009

    • 著者名/発表者名
      J.Takeya, M.Uno, et al.
    • 学会等名
      Matereial Research Society, Fall Meeting
    • 発表場所
      Boston, Massachusetts (U.S.A.)
    • 年月日
      2009-12-03
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Hall effect in polycrystal and single-crystal organic FETs2009

    • 著者名/発表者名
      J.Takeya
    • 学会等名
      Global COE Workshop on "Organic Electronics : Electronic States, Charge Transport and Devices"
    • 発表場所
      Chiba University, Chiba, Japan
    • 年月日
      2009-11-06
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Hall effect in field-effect transistors of thin-film and single-crystal organic semiconductors2009

    • 著者名/発表者名
      J.Takeya
    • 学会等名
      ISSP Workshop on physics and new phenomena of pi-electronic interfaces
    • 発表場所
      ISSP(東大物性研)Kashiwa, Chiba
    • 年月日
      2009-08-11
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Charge transport in field-effect transistors of organic semiconductor single crystals2009

    • 著者名/発表者名
      J.Takeya
    • 学会等名
      International Conference on Materials for Advanced Technologies
    • 発表場所
      Singapore (Singapore)
    • 年月日
      2009-06-29
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Gating conductance of metal-organic semiconductor contacts : a macro-scale device reflecting molecular-scale switching2009

    • 著者名/発表者名
      J.Takeya, K.Nakayama, T.Uemura, M.Yamagishi, M.Uno
    • 学会等名
      Matereial Research Society, spring Meeting
    • 発表場所
      San Francisco, CA (U.S.A.)
    • 年月日
      2009-04-15
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [図書] 有機デバイスの界面評価と制御技術2009

    • 著者名/発表者名
      竹谷純一, 他
    • 総ページ数
      30
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [産業財産権] 有機FETアレイ2009

    • 発明者名
      竹谷純一
    • 権利者名
      JST
    • 産業財産権番号
      2009-268792
    • 出願年月日
      2009-11-26
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [産業財産権] 有機FETアレイ2009

    • 発明者名
      竹谷純一
    • 権利者名
      大阪大学
    • 産業財産権番号
      2009-205992
    • 出願年月日
      2009-09-07
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [産業財産権] 有機半導体膜の製造方法および有機半導体膜アレイ2009

    • 発明者名
      竹谷純一
    • 権利者名
      大阪大学
    • 産業財産権番号
      2009-230451
    • 出願年月日
      2009-10-20
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2018-03-28  

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