ナノ領域におけるバリステック電導に関する研究

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12305023
• 研究機関: 九州工業大学
• 研究代表者: 金藤 敬一 九州工業大学, 大学院・生命体工学研究科, 教授 (70124766)
• 研究分担者: 高嶋 授 九州工業大学, 大学院・生命体工学研究科, 助手 (10226772)
• キーワード: 導電性高分子 / ナノ界面 / ヘテロ接合 / バリスティック電導 / ショットキー接合 / 空乏層 / 移動度 / オーミック接合

研究概要

導電性高分子の中で、立体規則性が制御されたポリアルキルチオフェン(HT-PATn : n=number of carbon in alkyl chain)を用いた、Al/HT-PATn/Auダイオードにおけるナノ界面での光誘起キャリアの生成機構、輸送機構および界面形成メカニズムについてTime of Flight法による移動度、光起電力効果による光電流およびそれらの温度依存性などの測定を行った。また、導電性高分子ポリアルキルチオフェンと電極金属Al, Auとの接合で形成されるナノ界面について、ナノマニピュレータを用いてその電位分布を直接マッピングすることにより、電子状態および電気伝導機構を明らかにした。それらの結果は、1.Al/HT-PATn/Auサンドイッチ構造セルの電圧-電流特性において、良好な整流特性はAlとのショットキー接触、Auとのオーミック接触により発現することを明にし、ショットキー接触の厚さは数十nmであることを示した。
2.キャリアの移動度はアルキル鎖長が短い程大きく、ブチル基では0.01cm^2/Vsと大きい移動度を示し、アモルファスシリコンに迫る大きさで、デバイスとして利用できる可能性を示した。
3.Al/HT-PAT61Auダイオードの電位分布をナノマニピュレータで直接測定し、AlとPAT6との界面に印加電圧の95%近くが掛かり、抵抗が大きい空乏層が存在することを始め示した。さらに、Auとの接触界面においてもオーミックな電流電圧特性を示すものの数百キロオームの接触抵抗を示すことを明にし、導電性高分子によるプラスチック電子デバイスを実用化するには、金属との接触界面抵抗を低減することが重要であることを明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] W.TAKASHIMA, S.S.PANDEY, T.ENDO, M.RIKUKAWA, K.KANETO: "Effects of regioregularity on carrier transports in poly(alkylthiophene) films with various alkyl chain lengths"Current Applied Physics. 1・1. 90-97 (2001)
• [文献書誌] Shyam S.Pandey, Wataru Takashima, Keiichi Kaneto: "Photocarrier Mobility in Poly(2-methoxyaniline)"J. Appl. Polym. Science. 79・8. 1506-1512 (2001)
• [文献書誌] S.Nagamatsu, S.S.Pandey, W.Takashima, T.Endo, M.Rikukawa, K.Kaneto: "Photocarrier transport in processable poly(3-alkylthiophenes)"Synthetic Metals. 121・1-3. 1563-1564 (2001)
• [文献書誌] K.Kaneto, S.S.Pandey, W.Takashima: "Photocarrier Transport in Nonuniform Field based on Schottky Cell for the Time of Flight Measurement in Poly(3-Alkylthiophene) Films"Jpn. J. Appl. Phys. 40・8A. 4933-4937 (2001)
• [文献書誌] S.S.Pandey, W.Takashima, K.Rikiake, T.Endo, M.Rikukawa, K.Kaneto: "Photocarrier Transport in Regioregular Poly(3-octadecylthiophene)"Jpn. J. Appl. Phys.. 40 9A. 5350-5356 (2001)
• [文献書誌] K.Kaneto, K.Takayama, W.Takashima, T.Endo, M.Rikukawa: "Photovoltaic Effect in Schottky Junction of Poly(3-alkylthiophene)Al with Various Alkyl Chain lengths and Regioregularities"Jpn. J. Appl. Phys.. 41 2A. 675-679 (2002)
• [文献書誌] Keiichi Kaneto: "The Handbook of Polymers in Electronics"RAPRA Technology LTD. 15 (2002)