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2007 年度 実績報告書

分子性物質における界面制御と伝導機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 17069003
研究機関東北大学

研究代表者

岩佐 義宏  東北大学, 金属材料研究所, 教授 (20184864)

研究分担者 竹谷 純一  大阪大学, 理学研究科, 准教授 (20371289)
田口 康二郎  東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (70301132)
竹延 大志  東北大学, 金属材料研究所, 助教 (70343035)
下谷 秀和  東北大学, 金属材料研究所, 助教 (60418613)
キーワード有機ゲート絶縁膜 / 両極性トランジスタ / 自己組織化単分子膜 / 発光トランジスタ / 有機トランジスタ / 有機半導体単結晶 / ナノ界面 / キャリア移動度
研究概要

岩佐は、本年度、有機半導体における重要な界面のひとつである半導体・金属界面のショットキー接合に関する研究を集中的に行い、その本質的な性質を明らかにした。有機単結晶に対してインジウムを蒸着することによって非常に良質の接合を作製することに成功し、それを用いたショットキーダイオードと、MES-FETの作製を行った。その結果、有機半導体の空亡層が数ミクロンまで広がることを実証し、無機半導体における原理が基本的に適用できることを明らかにした。さらに、デバイス特性を定量的に解析することによって、ショットキー接合におけるバンドの曲がりなど、半導体としての理解に必須な様々なパラメータを制度よく決定することに成功した。
竹谷は、分子スケールで平坦な表面をもつルブレン薄片状単結晶を半導体層とし、さらにゲート絶縁膜には同じく薄片状のジフェニルアントラセン有機単結晶を用いることによって、有機単結晶どうしの分子スケールで平坦なナノ界面を用いた電界効果トランジスタデバイスを作製した。その結果、40-45cm^2/Vs程度に移動度が向上した[M.Yamagishi et al.,Appl.Phys.Lett.90,182187(2007)]。その他に、ルブレン単結晶とイオン液体の固体/液体ナノ界面においても、高移動度のキャリア伝導層を構築した[S.Ono et al.,Appl.Phys.Lett.In press]。さらに、本領域内の阪大桑原グループとの共同で高移動度ナノギャップ単結晶トランジスタを開発し、同じく東工大真島グループとの共同でルブレン単結晶トランジスタの変位電流特性によるキャリア注入レートの精密測定を行った。

  • 研究成果

    (55件)

すべて 2008 2007 その他

すべて 雑誌論文 (16件) (うち査読あり 16件) 学会発表 (36件) 備考 (1件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] High-mobility double-gate organic single-crystal transistors with organic crystal gate insulators2008

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

      Applied Physics Letters 92(In press)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] High mobility organic single-crystal transistors2008

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

      e-Journal of Surface Science and Nanotechnology 6

      ページ: 21-24

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ambipolar light-emitting transistors of a tetracene single crystal2007

    • 著者名/発表者名
      Takahashi, T; Takenobu, T; Takeya, J, et. al.
    • 雑誌名

      ADVANCED FUNCTIONAL MATERIALS 17

      ページ: 1623-1628

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of metal electrodes on rubrene single-crystal transistors2007

    • 著者名/発表者名
      Takenobu, T; Takahashi, T; Takeya, J, et. al.
    • 雑誌名

      APPLIED PHYSICS LETTERS 90

      ページ: 013507

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Insulator-to-metal transition in ZnO by electric double layer gating2007

    • 著者名/発表者名
      Shimotani, H; Asanuma, H; Tsukazaki, A, et. al.
    • 雑誌名

      APPLIED PHYSICS LETTERS 91

      ページ: 082106

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electric double layer transistor of organic semiconductor crystals in a four-probe configuration2007

    • 著者名/発表者名
      Shimotani, H; Asanuma, H; lwasa, Y
    • 雑誌名

      JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS PART 1-REGULAR PAPERS BRIEF COMMUNICATIONS & REVIEW PAPERS 46

      ページ: 3613-3617

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Suppression of current hysteresis in carbon nanotube thin-film transistors2007

    • 著者名/発表者名
      Tsukagoshi, K; Sekiguchi, M; Ayagi, Y, et. al.
    • 雑誌名

      JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS PART 2-LETTERS & EXPRESS LETTERS 46

      ページ: L571-L573

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ambipolar field-effect transistor of high photoluminescent material tetraphenylpyrene (TPPy) single crystal2007

    • 著者名/発表者名
      Bisri, SZ; Takahashi, T; Takenobu, T, et. al.
    • 雑誌名

      JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS PART 2-LETTERS & EXPRESS LETTERS 46

      ページ: L596-L598

    • 査読あり
  • [雑誌論文] In-crystal and surface charge transport of electric-field induced carriers in organic semiconductors2007

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

      Physical Review Letters 98

      ページ: 196804

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Very high mobility organic single crystal transistors with in-crystal conduction channels2007

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

      Applied Physics Letters 90

      ページ: 102120

    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-mobility, low-power, and fast-switching organic field-effect transistors with ionic liquids2007

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

      Applied Physics Letters 90

      ページ: 182117

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Gate dielectric materials for high-mobility organic transistors of molecular semiconductor crystals2007

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

      Solid-State Electronics 51

      ページ: 1338-1343

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ambipolar light-emitting transistors of a tetracene single crystal2007

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

      Advanced Functional Materials 17

      ページ: 1623-1628

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electric-field effects of very high mobility organic single-crystal transistors2007

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

      Matereial Research Society Symposium Proceedings 1003

      ページ: O07.09

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Organic crystal gate insulators for high-mobility organic single-crystal transistors2007

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

      Matereial Research Society Symposium Proceedings 1003

      ページ: O08.07

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Field effect transistors of single crystal benzo-annulated fused oligothiophenes and oligoselenophenes2007

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

      Matereial Research Society Symposium Proceedings 1003

      ページ: O06.28

    • 査読あり
  • [学会発表] Electric field-induced superconductivity2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Iwasa
    • 学会等名
      Alpine Workdhop on Organic FET
    • 発表場所
      Braunwald, Switzerland
    • 年月日
      20071216-20071217
  • [学会発表] Gate-induced Insulator-Metal transition in Electric Double Layer Transistors2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Iwasa
    • 学会等名
      Second UK-JAPAN Workshop on Advanced Materials
    • 発表場所
      Edinburgh, UK
    • 年月日
      20071211-20071212
  • [学会発表] Physics of Organic Field Effect Transistors2007

    • 著者名/発表者名
      岩佐 義宏
    • 学会等名
      2nd Asian Physics Symposium
    • 発表場所
      Bandung, Indonesia
    • 年月日
      20071129-20071130
  • [学会発表] Electronic and Optical Functions of Carbon Nanotube Thin Films2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Iwasa
    • 学会等名
      Japan-Korea Asian Core Program General Meeting
    • 発表場所
      宮城県、松島町
    • 年月日
      20071003-20071004
  • [学会発表] 電気2重層ゲートによるSrTiO3の超伝導2007

    • 著者名/発表者名
      上野和紀, ら
    • 学会等名
      日本物理学会第62回年次大会
    • 発表場所
      北海道、札幌市
    • 年月日
      20070921-20070924
  • [学会発表] Application of Interface Control in Organic Devices: Ambipolar Light Emitting Transistor2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Iwasa
    • 学会等名
      The International workshop on "Electron transport through a linked molecule in nano-scale"
    • 発表場所
      東京都、文京区
    • 年月日
      20070818-20070820
  • [学会発表] Charge transport at Organic/Organic and Organic/Inorganic Heterointerfaces in FET Structures2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Iwasa
    • 学会等名
      3rd Annual Organic Microelectronics Workshop
    • 発表場所
      Seattle、 USA
    • 年月日
      20070708-20070711
  • [学会発表] 有機トランジスターにおける半導体物理2007

    • 著者名/発表者名
      岩佐義宏
    • 学会等名
      JOEM Workshop's07有機トランジスター
    • 発表場所
      静岡県、熱海市
    • 年月日
      20070705-20070707
  • [学会発表] Electric Double Layer Transistor2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Iwasa
    • 学会等名
      2007CERC国際シンポジウム
    • 発表場所
      東京都、秋葉原
    • 年月日
      20070522-20070525
  • [学会発表] FET構造を用いた有機/有機、有機/無機ヘテロ界面機能の探索2007

    • 著者名/発表者名
      岩佐義宏
    • 学会等名
      PF研究会「高輝度真空紫外・軟X線放射光を用いた機能性有機・生体分子薄膜研究の新展開」
    • 発表場所
      茨城県、つくば市
    • 年月日
      20070508-20070509
  • [学会発表] In-crystal and surface carrier transport in organic single crystal transistors2007

    • 著者名/発表者名
      J. Takeya
    • 学会等名
      Alpine Workshop on Organic FET
    • 発表場所
      Braunwald, Switzerland
    • 年月日
      2007-12-17
  • [学会発表] 有機トランジスタの基礎物理とその発展2007

    • 著者名/発表者名
      岩佐義宏
    • 学会等名
      第15回エレクトロニクス基礎研究所公開シンポジウム
    • 発表場所
      大阪府、寝屋川市
    • 年月日
      2007-12-07
  • [学会発表] 有機単結晶トランジスタの高移動度キャリア伝導2007

    • 著者名/発表者名
      竹谷純一
    • 学会等名
      物性研究所短期研究会:物性化学のフロンティア2007
    • 発表場所
      東京都、東京大学物性研究所
    • 年月日
      2007-11-20
  • [学会発表] High mobility organic single-crystal transistors2007

    • 著者名/発表者名
      J. Takeya
    • 学会等名
      The 9th China-Japan Joint Symposium on Conduction and Photo-conduction in Organic Solids and Related Phenomena
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 年月日
      2007-10-27
  • [学会発表] 微小有機単結晶のための熱伝導率測定用MEMSデバイスの開発2007

    • 著者名/発表者名
      宇野真由美, 他
    • 学会等名
      Sensor Symposium
    • 発表場所
      東京都、文京区
    • 年月日
      2007-10-16
  • [学会発表] MEMSデバイスを用いた微小な有機単結晶の熱伝導率の測定2007

    • 著者名/発表者名
      岡田悠悟, 他
    • 学会等名
      2007年熱測定学会
    • 発表場所
      北海道、札幌市
    • 年月日
      2007-10-02
  • [学会発表] 有機半導体単結晶トランジスタの進化2007

    • 著者名/発表者名
      竹谷純一
    • 学会等名
      日本物理学会シンポジウム:有機トランジスタの進化
    • 発表場所
      北海道、北海道大学
    • 年月日
      2007-09-23
  • [学会発表] カーボンナノチューブ薄膜の電子・光機能2007

    • 著者名/発表者名
      岩佐義宏
    • 学会等名
      金研講演会
    • 発表場所
      宮城県、仙台市
    • 年月日
      2007-09-18
  • [学会発表] 高移動度有機単結晶トランジスタ2007

    • 著者名/発表者名
      竹谷純一
    • 学会等名
      日本応用物理学会シンポジウム:有機デバイスの物性評価と有機FETの新展開
    • 発表場所
      北海道、北海道工業大学
    • 年月日
      2007-09-07
  • [学会発表] 日本応用物理学会論文賞受賞記念講演:有機単結晶トランジスタのホール効果2007

    • 著者名/発表者名
      竹谷純一
    • 学会等名
      2007年秋期 第68回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      北海道、北海道工業大学
    • 年月日
      2007-09-05
  • [学会発表] 弾性樹脂を用いた有機半導体単結晶/イオン液体界面の作製と電気二重層トランジスタ2007

    • 著者名/発表者名
      平原律雄, 他
    • 学会等名
      2007年秋季 第68回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      北海道、北海道工業大学
    • 年月日
      2007-09-04
  • [学会発表] 高移動度有機単結晶トランジスタ特性のホール効果2007

    • 著者名/発表者名
      西川尚男, 他
    • 学会等名
      2007年秋季 第68回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      北海道、北海道工業大学
    • 年月日
      2007-09-04
  • [学会発表] 有機結晶フィルムトランジスタ2007

    • 著者名/発表者名
      富成征弘, 他
    • 学会等名
      2007年秋季 第68回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      北海道、北海道工業大学
    • 年月日
      2007-09-04
  • [学会発表] フッ素系樹脂をゲート絶縁膜に用いた有機単結晶トランジスタの出力特性2007

    • 著者名/発表者名
      宇野真由美, 他
    • 学会等名
      2007年秋季第68回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      北海道、北海道工業大学
    • 年月日
      2007-09-04
  • [学会発表] 有機単結晶トランジスタの半導体結晶表面への化学ドーピング2007

    • 著者名/発表者名
      山岸正和, 他
    • 学会等名
      2007年秋季第68回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      北海道、北海道工業大学
    • 年月日
      2007-09-04
  • [学会発表] High mobility organic single-crystal transistors2007

    • 著者名/発表者名
      J. Takeya
    • 学会等名
      International Workshop on Electron Transport through a Linked Molecule in Nano-scale
    • 発表場所
      Tokyo Univ. Hongo, Tokyo
    • 年月日
      2007-08-18
  • [学会発表] 有機単結晶トランジスタの高移動度キャリア伝導2007

    • 著者名/発表者名
      竹谷純一
    • 学会等名
      東北大学金研研究会:有機トランジスタの学理と応用
    • 発表場所
      東北大学金属材料研究所
    • 年月日
      2007-06-29
  • [学会発表] カーボンナノチューブの物性及びナノチューブトランジスタなど応用研究の最新動向2007

    • 著者名/発表者名
      岩佐義宏
    • 学会等名
      カーボンナノ材料研究会
    • 発表場所
      大阪市、西区
    • 年月日
      2007-06-15
  • [学会発表] 有機物のデバイス物理2007

    • 著者名/発表者名
      岩佐義宏
    • 学会等名
      2007年度前期物理科学の最前線
    • 発表場所
      宮城県、仙台市
    • 年月日
      2007-06-01
  • [学会発表] High mobility organic single-crystal transistors2007

    • 著者名/発表者名
      J. Takeya, et. al.
    • 学会等名
      International Workshop, CERC
    • 発表場所
      Akihabara Convention Center, U.S.A.
    • 年月日
      2007-05-22
  • [学会発表] 有機単結晶トランジスタの高移動度キャリア伝導2007

    • 著者名/発表者名
      竹谷純一
    • 学会等名
      電力中央研究所研究会:先端技術の最近のトピックス新しいデバイスの創成へ向けて
    • 発表場所
      電力中央研究所
    • 年月日
      2007-05-18
  • [学会発表] 薄膜状有機単結晶の高移動度トランジスタ2007

    • 著者名/発表者名
      竹谷純一
    • 学会等名
      高エネルギー加速器研究機構PF研究会
    • 発表場所
      次城県、高エネルギー加速器研究機構
    • 年月日
      2007-05-08
  • [学会発表] Electric-field effects of high-mobility organic single-crystal transistors2007

    • 著者名/発表者名
      J. Takeya, et. al.
    • 学会等名
      Matereial Research Society, Spring Meeting
    • 発表場所
      San Francisco Convention Center, U.S.A.
    • 年月日
      2007-04-09
  • [学会発表] Organic crystal gate insulators for high-mobility organic single-crystal transistors2007

    • 著者名/発表者名
      M. Yamagishi, et. al.
    • 学会等名
      Matereial Research Society, Spring Meeting
    • 発表場所
      San Francisco Convention Center, U.S.A.
    • 年月日
      2007-04-09
  • [学会発表] Field effect transistors of single crystal benzo-annulated fused oligothiophenes and oligoselenophenes2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Tominari, et. al.
    • 学会等名
      Matereial Research Society, Spring Meeting
    • 発表場所
      San Francisco Convention Center, U.S.A.
    • 年月日
      2007-04-09
  • [学会発表] High-mobility organic single-crystal transistors with secondary gates on the source and drain electrodes2007

    • 著者名/発表者名
      K. Hara, et. al.
    • 学会等名
      Matereial Research Society, Spring Meeting
    • 発表場所
      San Francisco Convention Center, U.S.A.
    • 年月日
      2007-04-09
  • [備考]

    • URL

      http://www.chem.sci.osaka-u.ac.jp/lab/nakazawa/takeya/Top.html

  • [産業財産権] 電界効果トランジスタおよび電界効果トランジスタの製造方法2008

    • 発明者名
      竹谷純一、小野新平
    • 権利者名
      竹谷純一、小野新平
    • 産業財産権番号
      特願2008-004630号
    • 出願年月日
      2008-01-11
  • [産業財産権] イオン液体電解質を用いた電界効果トランジスタ2008

    • 発明者名
      竹谷純一、小野新平、関志朗
    • 権利者名
      竹谷純一、小野新平、関志朗
    • 産業財産権番号
      特願2008-004629号
    • 出願年月日
      2008-01-11

URL: 

公開日: 2010-02-04   更新日: 2016-04-21  

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