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2021 年度 研究成果報告書

分子積層数制御による有機薄膜トランジスタの高効率キャリア輸送と安定駆動

研究課題

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研究課題/領域番号 19H02579
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分29010:応用物性関連
研究機関東京大学

研究代表者

荒井 俊人  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 講師 (40750980)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード自己組織化 / 結晶構造制御 / 界面制御 / プリンテッドエレクトロニクス / 有機半導体
研究成果の概要

本研究では、π電子骨格とアルキル鎖からなる有機半導体において厚みが均質な単結晶薄膜を作製する独自技術をもとに、有機薄膜トランジスタ(TFT)の高性能化に取り組んだ。まず、半導体層の層内分子配列がπ骨格やアルキル鎖それぞれの秩序化が拮抗することにより決定づけられていることを見出した。こうした知見をもとに、層状結晶性や熱耐性に優れる高性能有機半導体を開発した。また、半導体層を撥液性の絶縁層表面に形成することで、スイッチング性能に優れた有機TFTの作製に成功した。こうした取り組みにより、従来課題とされてきた高効率キャリア輸送と安定駆動の両立が可能になり、今後のデバイス製造の基盤となる技術が得られた。

自由記述の分野

ソフトマター物理、プリンテッドエレクトロニクス

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究課題では、有機分子ならではの分子構造の自由度を活用した塗布製膜法を活用することで、有機電子材料の可能性を引き出し、きわめて急峻なスイッチングを示す有機トランジスタの作製に成功した。こうしたデバイス製造手法や有機電子材料の設計指針は今後の有機エレクトロニクスの基盤になるものと期待される。また、こうした有機電子材料の開発が進展することで、既存のデバイス製造技術では対応が難しい軽量・フレキシブルといった特徴を兼ね備えたデバイスの開発・普及につながることが期待される。

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公開日: 2023-01-30  

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