電気二重層ゲートFETによる有機物質への1個/分子キャリアドーピング

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19740192
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 物性Ⅱ
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 下谷 秀和 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (60418613)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2008
• キーワード: 電気二重層トランジスタ / 有機トランジスタ / 分子性固体

研究概要

本研究では、静電的に物質表面に電荷を蓄えることにより、その物質の電気的性質を変化させることを目的とした。そのための方法として、従来の電界効果トランジスタを改良し、物質と電解液の界面に形成される電気二重層とよばれるキャパシタを利用した電気二重層トランジスタを確立した。その結果、有機トランジスタの超低電圧駆動、酸化物半導体の絶縁体から金属への電子相転移を実現した。これは、今後様々な物質で新電子相の探索を可能にするものである。

研究成果

• [雑誌論文] High-Density Carrier Accumulation in ZnO Eield-Effect Transistors Gated by Electric Double Layers of Ionic Liquids (2009)
  • 著者名/発表者名: H. T. Yuan, H. Shimotani, A. Tsukazaki, A. Ohtomo, M. Kawasaki, Y. Iwasa
  • 雑誌名: Advanced Functional Materials 19 ページ: 1046
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electric-field-induced superconductivity in an insulator (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Ueno, S. Nakamura, H. Shimotani, A, Ohtomo, N. Kimura, T. Nojima, H. Aoki, Y. Iwasa, M. Kawasaki
  • 雑誌名: Nature Materials 7 ページ: 855
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of postannealing on the performance of pentacene single-crystal ambipolar transistors (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Takenobu, K. Watanabe, Y. Yomogida, H. Shimotani, Y. iwasa
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 93 ページ: 073301
  • 査読あり
• [雑誌論文] On the synthesis conditions of n and N_2 endohedral fullerenes (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Ito, H. Shimotani, H. Takagi, N. Dragoe
  • 雑誌名: Fullerenes Nanotubes and Carbon Nanostructures 16 ページ: 206
  • 査読あり
• [雑誌論文] p-type field-effect transistor of NiO with electric double-layer gating (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Shimotani, H. Suzuki, K. Ueno, M. Kawasaki, Y. Iwasa
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 92 ページ: 242107
  • 査読あり
• [雑誌論文] Insulator-to-metal transition in ZnO by electric double layer gating (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Shimotani, H. Asanuma, A. Tsukazaki, A. Ohtomo, M. Kawasaki, Y. Iwasa
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 91 ページ: 082106
  • 査読あり
• [学会発表] Differential Capacitance of the Electric Double Layer in Ionic Liquids : Influence of Potential, Ion Size and Temperature (2009)
  • 著者名/発表者名: 下谷秀和
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-03-27
• [学会発表] Electric double layer transistors (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Shimotani
  • 学会等名: IMR Workshop on Organic Light Emitting Devices
  • 発表場所: 宮城県仙台市
  • 年月日: 2009-01-23
• [学会発表] Electrochemical Transistor of Organic and Oxide semiconductors (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Shimotani
  • 学会等名: MRSEC IRG-2 / Tohoku University Joint Symposium on Gate Dielectric Materials
  • 発表場所: Minneapolis, USA
  • 年月日: 2008-10-29
• [学会発表] 電気二重層トランジスタによる水素終端ダイヤモンドの絶縁体-金属転移 (2008)
  • 著者名/発表者名: 下谷秀和
  • 学会等名: 日本物理学会2008年秋季大会
  • 発表場所: 岩手県盛岡市
  • 年月日: 2008-09-20
• [学会発表] Electric double layer transistor on NiO and Nd_2CuO_4 (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Shimotani
  • 学会等名: The 15th International Workshop on Oxide Electronics
  • 発表場所: Fstes Park, USA
  • 年月日: 2008-09-16
• [学会発表] Electric Double-Layer Transistors of from Tnorganic to Organic Semiconductors (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Shimotani
  • 学会等名: International Symposium on Organic Transistors and Functional Interfaces
  • 発表場所: Iwanuma, Japan
  • 年月日: 2008-08-22
• [学会発表] High density carrier doping with electric double layer transistor (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Shimotani
  • 学会等名: International Symposium on Molecular Conductors 2008
  • 発表場所: 愛知県岡崎市
  • 年月日: 2008-07-23
• [学会発表] 半導体/電解質界面における高濃度キャリアドーピング (2008)
  • 著者名/発表者名: 下谷秀和
  • 学会等名: 特定領域「ナノリンクの電気伝導」領域会議
  • 発表場所: 北海道函館市
  • 年月日: 2008-07-03
• [学会発表] 電気二重層トランジスタによるNd_2CuO_4への可逆的キャリアドーピング (2008)
  • 著者名/発表者名: 下谷秀和
  • 学会等名: 日本物理学会第63回年次大会
  • 発表場所: 大阪府東大阪市
  • 年月日: 2008-03-22
• [学会発表] High density carrier accumulation by electric double layer transistor (2008)
  • 著者名/発表者名: 下谷秀和
  • 学会等名: 特定領域研究「異常量子物質の創製-新しい物理を生む新物質-」2007年度成果報告会
  • 発表場所: 愛知県名古屋市
  • 年月日: 2008-01-05
• [学会発表] Insulator-to-metal transition in ZnO by electric double layer transistor (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Shimotani
  • 学会等名: The 14th Workshop on Oxide Electronics
  • 発表場所: Jeju island, Korea
  • 年月日: 2007-10-07
• [学会発表] 電気二重層トランジスタによる酸化物の電子物性の研究 (2007)
  • 著者名/発表者名: 下谷秀和
  • 学会等名: エレクトロニクス技術広域分野研究交流会
  • 発表場所: 宮城県仙台市
  • 年月日: 2007-09-21
• [学会発表] 電気二重層トランジスタによるNiOのp型動作 (2007)
  • 著者名/発表者名: 下谷秀和
  • 学会等名: 第68回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 北海道札幌市
  • 年月日: 2007-09-03
• [学会発表] 電気二重層FETによる高濃度キャリアドーピング (2007)
  • 著者名/発表者名: 下谷秀和
  • 学会等名: ボトムアップ若手の会第2回研究会
  • 発表場所: 茨城県つくば市
  • 年月日: 2007-07-12
• [学会発表] 電気二重層トランジスタ (2007)
  • 著者名/発表者名: 下谷秀和
  • 学会等名: 東北大学金属材料研究所研究会『有機トランジスタの学理と応用』
  • 発表場所: 宮城県仙台市
  • 年月日: 2007-06-28
• [学会発表] Electrolyte-Gated Field-Effect Transistor of Rubrene Single Crystal (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Shimotani
  • 学会等名: The 2007 MRS Spring Meeting
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2007-04-09
• [図書] 有機トランジスタの評価と応用II (2008)
  • 著者名/発表者名: 下谷秀和、岩佐義宏
  • 総ページ数: 211-221
  • 出版者: 株式会仕シーエムシー出版