| 研究課題/領域番号 |
19H02171
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| 研究機関 | 神戸大学 |
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研究代表者 |
北村 雅季 神戸大学, 工学研究科, 教授 (10345142)
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| 研究分担者 |
石田 謙司 神戸大学, 工学研究科, 教授 (20303860)
服部 吉晃 神戸大学, 工学研究科, 助教 (90736654)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 有機トランジスタ / 閾値電圧 / 単分子膜 / 配向膜 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では実用に耐えうる低電圧，高速動作可能な有機トランジスタの開発を目指して，それを実現するための基盤技術開発に取り組んでいる．特に，[A]有機薄膜の配向性，[B]金属表面の単分子膜，[C]酸化物の表面処理とドーピング，[D]有機半導体へのドーピング，[E]顕微ラマン分光に関わる技術を駆使して，目標とする特性を実現することを目指している．[A]有機薄膜の配向性については，高移動度かつ熱耐性にすぐれるDPh-DNTTという材料について，真空蒸着の際にlayer-by-layer成長をすることを確認し，かつ，高移動度化に有利となる大きなグレインが得られる条件を見出した．また，配向制御に利用するテフロン板をつかったラビング膜の作製も開始し，最適な条件を見しだしつつある．[B]金属表面の単分子膜については，量子化学計算により予測した，分極の大きい分子を表面修飾に用いることにより，より広い範囲で仕事関数を制御することに成功した．[C]酸化物の表面処理とドーピングについては，酸素プラズマ処理による閾値電圧制御について，シリコン熱酸化膜の価電子帯上端付近に，エネルギー準位が形成することを見出した．[D]有機半導体へのドーピングはフェルミ準位制御を目的としているが，フェルミ準位の測定に向けて，閾値電圧制御した有機MOSキャパシタのインピーダンス分光に取り組んでおり，測定方法を確立しつつある．[E]顕微ラマン分光については，まずは，DPh-DNTT薄膜の測定に取り組み，膜厚に依存してラマンスペクトルの強度が変化することを確認した．また，量子化学計算により予測されるピークとの対応付を行った．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
[A] 有機薄膜の配向性制御と移動度の向上，[B] 電極表面処理による低コンタクト抵抗の実現，[C] 酸化膜の表面処理による閾値電圧制御，[D] 有機半導体のフェルミ準位制御，[E] 顕微ラマン分光によるキャリア密度の評価，すべての研究項目について研究計画どおりに進んでおり，「おおむね順調に進展している。」と判断した．
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| 今後の研究の推進方策 |
[A]有機薄膜の配向性については，DPh-DNTTの真空蒸着膜についてlayer-by-layer成長をすることを確認しており，多結晶膜の配向方向を含め成長機構を明らかにする．テフロン板を使ったラビング膜については，実際に有機トランジスタに応用し，性能への影響について調べる． [B]金属表面の単分子膜については，広い範囲の仕事関数の電極を実際に有機トランジスタに応用に，コンタクト抵抗との関係を明らかにする．[C]酸化物の表面処理とドーピングについては，ドーピングしたシリコン熱酸化膜について量子化学計算によりエネルギー準位を予測する．また，実際の試料作製を開始する．
[D]有機半導体のフェルミ準位制御については，インピーダンス分光により酸素プラズマ処理により閾値電圧制御した有機MOSキャパシタについて，酸素プラズマにより生じたエネルギー準位を明らかにするとともに，フェルミ準位の測定も試みる．[E]顕微ラマン分光については，[A]で確立しつつある，単層有機膜の評価技術を使いつつ，トランジスタもしくはMOS構造の資料について，キャリアが注入さらた状態での観察を試みる．
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