電子状態・表面形態と電気特性のその場同時計測による有機トランジスタ動作機構の解明

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19360004
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 応用物性・結晶工学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 斉木 幸一朗 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 教授 (70143394)
• 研究分担者: 池田 進 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 助教 (20401234)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2008
• キーワード: 有機トランジスタ / 移動度 / 薄膜成長 / 表面エネルギー / ペンタセン / フラレン / セキシチオフェン / 電子分光

研究概要

有機薄膜デバイスの特性向上のためには,実デバイス構造においてのトランジスタ特性と表面形態,表面電子状態の相関を解明することが重要である.われわれが開発した紫外光電子分光とトランジスタ特性を同時に測定することのできる装置を用いて有機トランジスタの電荷極性,電界効果移動度と,価電子状態を詳細に測定した結果,有機半導体のギャップ内における電極金属のフェルミ準位の位置により電荷極性および移動度が決まることがわかった.

研究成果

• [雑誌論文] Thermally induced structural characteristics of pentacene thin films (2009)
  • 著者名/発表者名: D. Guo, S. Ikeda, K. Saiki
  • 雑誌名: J.Appl.Phys. 105 ページ: 113520
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fluorine-substitution of hexa-peri-hexabenzocoronene : Change in growth mode and electronic structure (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Entani, T. Kaji, S. Ikeda, T. Mori, Y. Kikuzawa, H. Takeuchi, K. Saiki
  • 雑誌名: J.Phys.Chem. C113 ページ: 6202-6207
  • 査読あり
• [雑誌論文] Origin of the ambipolar operation of a pentacene field-effect transistor fabricated on poly(vinyl alcohol)-coated Ta_2O_5 gate dielectric with Ausource/drain electrodes (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Takebayashi, S. Abe, K. Saiki, K. Ueno
  • 雑誌名: Appl.Phys.Lett. 94 ページ: 083305
  • 査読あり
• [雑誌論文] Alignment induced epitaxial transition in organic-organic heteroepitaxy (2008)
  • 著者名/発表者名: D. Guo, K. Sakamoto, K. Miki, S. Ikeda, K. Saiki
  • 雑誌名: Phys.Rev.Lett. 101 ページ: 236103
  • 査読あり
• [雑誌論文] Step-bunched Bi-terminated Si(111) surfaces as a nanoscale orienation template for quasi single crystalline epitaxial growth of thin film phase pentacene (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Shimada, M. Ohtomo, T. Suzuki, T. Hasegawa, K. Ueno, S. Ikeda, K. Saiki, M. Sasaki, K. Inaba
  • 雑誌名: Appl.Phys.Lett. 93 ページ: 223303
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nano-transfer of the polythiophene molecular alignment onto the step-bunched vicinal Si(111) substrate (2008)
  • 著者名/発表者名: R. Onoki, G. Yoshikawa, Y. Tsuruma, S. Ikeda, K. Saiki, K. Ueno
  • 雑誌名: Langmuir 24 ページ: 11605-11610
  • 査読あり
• [雑誌論文] Origin of carrier types in intrinsic organic semiconductors (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Kaji, S. Entani, S. Ikeda, K. Saiki
  • 雑誌名: Adv.Mater. 20 ページ: 2084-2089
  • 査読あり
• [雑誌論文] Orientation controllable organic graphoepitaxy (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Ikeda, K. Saiki, Y. Wada, K. Inaba, Y. Ito, H. Kikuchi, K. Terashima, T. Shimada
  • 雑誌名: J.Appl.Phys. 103 ページ: 084313
  • 査読あり
• [雑誌論文] 有機半導体のグラフォエピタキシー (2008)
  • 著者名/発表者名: 池田進, 和田恭雄, 稲葉克彦, 寺嶋和夫, 島田敏宏, 斉木幸一朗
  • 雑誌名: 日本結晶成長学会誌 35 ページ: 243-248
  • 査読あり
• [雑誌論文] Femtosecond depolarization dynamics of tris(8-hydroxyquinoline) aluminumfilms (2008)
  • 著者名/発表者名: N. Ogawa, A. Miyata, H. Tamaru, T. Suzuki, T. Shimada, T. Hasegawa, K. Saiki, K. Miyano
  • 雑誌名: Chem.Phys.Lett. 450 ページ: 335-339
  • 査読あり
• [雑誌論文] Oriented film growth of organic semiconductor sexithiophene on artificial periodic grooves and electrical conduction properties of the films (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Ikeda, Y Wada, K. Inaba, K. Terashima, T. Shimada, K. Saiki
  • 雑誌名: Mater.Res.Soc.Symp.Proc. 1059 ページ: KK11-11
  • 査読あり
• [雑誌論文] Metal-induced Urbach tail at the gold/pentacene interface of top contact FET (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Ohtomo, T. Shimada, K. Saiki, T. Hasegawa
  • 雑誌名: J.Appl.Phys. 102 ページ: 64510
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of the organic buffer Layer on the performance of a pentacene field effect transistor fabricated on a natural mica gate dielectric (2007)
  • 著者名/発表者名: A. Matsumoto, R. Onoki, K. Saiki, S. Ikeda, K. Ueno
  • 雑誌名: Jpn.J.Appl.Phys. 46 ページ: L913-L916
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electronic structure of octane on Cu (111) and Ni (111) studied by near edge X-ray absorption fine structure (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Kiguchi, S. Entani, S. Ikeda, G. Yoshikawa, I. Nakai, H. Kondoh, T. Ohta, K. Saiki
  • 雑誌名: Surf.Sci. 601 ページ: 4074-4077
  • 査読あり
• [雑誌論文] Low-leakage MIS structures with 1.5-6nm CaF2 insulating layer on Si (111) (2007)
  • 著者名/発表者名: N. S. Sokolov, I. V. Grekhov, S. Ikeda, A. K. Kaveev, A. V. Krupin, K. Saiki, K. Tsutsui, S. E. Tyaginov, M. I.
  • 雑誌名: Vexler, Microele. Eng. 84 ページ: 2247-2250
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of charge transport in a polycrystalline pentacene TFT by temperature and gate bias dependent mobility and conductance (2007)
  • 著者名/発表者名: D. Guo, T. Miyadera, S. Ikeda, T. Shimada, K. Saiki
  • 雑誌名: J.Appl.Phys. 102 ページ: 23706
  • 査読あり
• [学会発表] α-sexithiophene のグラフォエピタキシー-細長グレインの成長- (2009)
  • 著者名/発表者名: 金森由男, 池田進, 筒井謙, 和田恭雄, 斉木幸一朗
  • 学会等名: 第70回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 富山
  • 年月日: 2009-09-09
• [学会発表] Control of organic film growth by physical and chemical modification of substrates (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Saiki
  • 学会等名: ISSP国際ワークショップ「界面パイ電子系における新現象と物理
  • 発表場所: 柏
  • 年月日: 2009-08-12
• [学会発表] Fabrication of Highly Orientated α-sexithiophene Grains on Artificially Patterned Substrates (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Kanamori, S. Ikeda, Y. Wada, K. Saiki
  • 学会等名: ISSP国際ワークショップ「界面パイ電子系における新現象と物理」
  • 発表場所: 柏
  • 年月日: 2009-08-10
• [学会発表] ペンタセン薄膜初期成長時における核形成過程の解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 山田拓, 霍間勇輝, 金森由男, 斉木幸一朗
  • 学会等名: 第56回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2009-03-31
• [学会発表] ペンタセンFETの周波数応答測定-電極SAMs処理の効果- (2008)
  • 著者名/発表者名: 金森由男, 坪井宏政, 斉木幸一朗
  • 学会等名: 日本物理学秋季大会
  • 発表場所: 盛岡
  • 年月日: 2008-09-19
• [学会発表] ボトムコンタクトFETにおける電極-ペンタセン界面の接合形態と輸送特性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 霍間勇輝, 池田進, A. Al-Mahboob, 吉川元起, J. T. Sadowski, 藤川安仁, 櫻井利夫, 斉木幸一朗
  • 学会等名: 日本物理学秋季大会
  • 発表場所: 盛岡
  • 年月日: 2008-09-19
• [学会発表] Na添加PVA塗布によるTa205ゲート基板上ペンタセンFETの低電圧両極動作 (2008)
  • 著者名/発表者名: 武林聡子, 斉木幸一朗, 上野啓司
  • 学会等名: 第69回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 春日井
  • 年月日: 2008-09-04
• [学会発表] Oriented film growth of organic semiconductor sexithiophene on thermally oxidized silicon substrates with nanoscale artificial periodic grooves (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Ikeda, K Saiki, S. Ikeda, Y. Wada, K. Inaba, K. Terashima, T. Shimada, K Saiki
  • 学会等名: MRS fall meeting
  • 発表場所: ボストン, 米国
  • 年月日: 2007-11-29
• [図書] 有機トランジスタ材料の評価と応用II (分担執筆), 第3編, 第3章, 光電子分光
  • 著者名/発表者名: 斉木幸一朗
  • 総ページ数: 165-175
  • 出版者: シーエムシー出版
• [備考]
  • URL: http://yukimuki.k.u-tokyo.ac.jp/jpf/saiki-cJ.html