革新的デバイスを指向した有機両極性半導体の開発

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 16K05900
• 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: 有機・ハイブリッド材料
• 研究機関: 国立研究開発法人理化学研究所
• 研究代表者: 中野 正浩 国立研究開発法人理化学研究所, 創発物性科学研究センター, 基礎科学特別研究員 (80724822)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 有機機能性材料 / 有機半導体 / トランジスタ / 両極性

研究成果の概要

本研究は、高移動度かつ安定に両極性挙動を示す有機半導体材料の開発と、それを用いて高性能なデバイスや新奇なデバイスを作製することを目的として行われたものである。我々が以前報告したNDTIおよび、新規開発したPTIなどの分子骨格を基盤として、両極性トランジスタの活性材料として有用な半導体分子を種々開発した。特に、PNDTI-DPを用いた有機トランジスタは、大気安定かつ、均衡のとれた正孔・電子伝導特性を示した（正孔移動度: 0.3 cm2/Vs, 電子移動度: 0.4 cm2/Vs）。また、PNDTI-DPと“選択的キャリア種制御法”を用いて、単一材料を用いた相補型論理回路の低消費電力化を達成した。

自由記述の分野

有機機能性材料

研究成果の学術的意義や社会的意義

有機両極性トランジスタは、これまで魅力的な応用が期待されながらも、材料の不足や不要なキャリア伝導による消費電力の増大という欠点のために有用性を活用できていなかった。そのような両極性トランジスタに関する研究を、材料開発とデバイス応用の両面から積極的に行うことが本研究の特色であり、開発した“有機両極性半導体”や“キャリア制御法”を用いた低消費電力NOTゲートは、エレクトロニクス分野において魅力的な材用や可能性を提供することにつながったと考えられる。