| 研究課題/領域番号 |
17K18020
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| 研究機関 | 兵庫県立大学 |
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研究代表者 |
角屋 智史 兵庫県立大学, 物質理学研究科, 助教 (70759018)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 有機半導体 / 有機薄膜 / 電荷注入 / 有機導体 / ショットキー接合 / オーミック接合 |
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| 研究実績の概要 |
今年度は蓄積電荷測定法の精度向上を目的とした実験、新規有機半導体材料の開発実験と、マシンタイムの関係で必要となった真空蒸着装置のセットアップを並行して行った。詳細を下記に示す。
精度向上の実験は、蓄積電荷測定法で使用しているサンドイッチ型素子において背面電極と正面電極のエネルギーレベルの違いによるビルトイン電場の補正に関してである。これまでに報告した論文では電極のエネルギーレベルの違いがおよそ1 eV以上あっても、測定結果は0.1 eV程度の誤差が生じることを指摘している（T. Kadoya et al., J. Phys. Chem. C, 121, 2882 (2017).）。今回は背面電極にオフセット電圧を印加した状態で、測定を行う手法を報告した。オフセット電圧の値を大きくしていくと、測定結果の値が収束していく様子が観測できた。このときの値が、ビルトイン電圧を除去した正確な電荷注入障壁の値であると考察した。最終的にオフセット電圧の有無で、測定結果に生じる誤差は0.1 eV以内であることがわかった。これは先行研究とも矛盾していない結果である。
セルフコンタクト技術の拡大を目指して、新規有機半導体材料開発を前倒しで行いハロゲン置換した非対称BTBT誘導体の結晶構造解析とFET特性のキャラクタリゼーションを行った。ハロゲン置換非対称BTBTはハロゲン置換していない非対称BTBTに比べトランジスタ性能が向上した。これまでに原子サイズの大きいハロゲン元素の立体効果がBTBTコアのヘリングボーン配列を密にパッキングさせ、トランスファー積分を強化し移動度を向上させたことを示唆しており、現在投稿論文を執筆中である。
素子作製のプロセスで真空蒸着装置を使用するが、実験を行う人数に対して、装置が不足していた。スムースな実験環境を整えるべく、蒸着装置を導入し、そのセットアップを行った。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
進歩状況はやや遅れていると判断した。申請課題の最大の目的はセルフコンタクト素子の電荷注入障壁の測定（オーミック接合を形成しているか）と、見かけ上注入効率が改善されている根拠を調べることである。しかし、これらの実験に進む前に、蓄積電荷測定法の精度向上や所属機関における有機デバイス関連の実験環境の整備が必要であると判明し、それらを先に取り組むことになったからである。これまでにこれらの問題の一部はクリアし、新規有機半導体関連の実験も前倒しで着手しているので、大幅に研究計画が遅れているわけではない。今年度は前年度に比べてスムースに実験を行えると考えられる。
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| 今後の研究の推進方策 |
蓄積電荷測定法の精度向上に実験を進めて、セルフコンタクト素子の測定に展開したい。これまでにビルトイン電圧の問題はクリアしたが、電荷注入障壁が非常に大きい場合の測定や大気不安定なn型トランジスタにおける測定にはまだ成功していない。少なくとも、真空下でn型半導体の測定に成功してから、セルフコンタクト素子の実験に取り掛かる。また新規半導体開発と導体開発は並行して行っていく予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
初年度は消耗品に関して、高額な酸化膜付きシリコンの在庫が切れることがなかった。このため物品費に関して13万円程度、未使用額が発生した。これは次年度以降の実験に必要な消耗品などに使用する。
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