| 研究課題/領域番号 |
17069003
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
岩佐 義宏 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (20184864)
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| 研究分担者 |
竹延 大志 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (70343035)
下谷 秀和 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (60418613)
笠原 裕一 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (10511941)
竹谷 純一 大阪大学, 理学研究科, 准教授 (20371289)
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| 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 |
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| 研究概要 |
岩佐・竹延・下谷は、有機単結晶トランジスタの電子伝導の改善に注力した。これまでの研究で、有機半導体-絶縁体界面のナノスケール制御を用いて両極性伝導や発光トランジスタを実現してきたが、これを用いて半導体レーザーを実現するには、さらなるデバイスの高性能化、特に電子伝導性の向上が必要であることが明らかになってきた。今年度は、有機半導体ルブレンを用い、半導体の昇華精製、絶縁体PMMAの純度向上、さらにグローブボックス雰囲気での室温アニールの3つのプロセスによって界面トラップを軽減できることを見出し、電子易動度を0.8cm^2/Vsと両極性トランジスタの電子易動度としては最高値を達成した。この電子伝導改善の技術は発光効率の高いBP3T単結晶にも適用可能であることを確認し、今回得られた手法が普遍的に使える可能性のある技術であることも明らかにした。この手法を用いて発光トランジスタを作製し、非常に輝度の高い発光を得ることに成功した。
竹谷は、イオン液体と有機半導体の固体液体界面において、電界効果によって電子注入を実現し、C60やTCNQを用いて、高性能のn型トランジスタ動作を可能にした。また、イオン液体に無機塩を少量ドープすることによる改質効果を、ルブレン単結晶を用いて調べたところ、移動度をほとんど犠牲にすることなく、より低電圧において優れた電流増幅効果が得られた。以上の結果を用いると、低消費電力・高ゲインの固体液体界面型有機complementary inverterが実現できることを示しており、デバイス応用においても有用な結果である。
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