有機半導体におけるバリスティック伝導の顕在化と分子的制御

2021 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19K21966
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 中区分21:電気電子工学およびその関連分野
• 研究機関: 長岡技術科学大学
• 研究代表者: 鵜沼 毅也 長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (20456693)
• 研究期間 (年度): 2019-06-28 – 2022-03-31
• キーワード: 共役ポリマー / テラヘルツ応答 / ナノセルロース / シリコーン / コンポジット薄膜

研究成果の概要

有機半導体におけるバリスティック伝導（障害物に妨げられない伝導）を顕在化させるために，フェムト秒光パルス（フェムトは10の-15乗）で駆動する測定系をデザインし，またキャリアの効率的生成と適する伝導経路の形成を意図したポリマー系薄膜試料を作製した。高い面内印加電圧下で光パルス励起されたキャリアのバリスティックな加速によるテラヘルツ放射を測定可能にする上で，膜厚と励起スポット径を励起波長の選択に応じて最適化する必要があることが判明した。加えて，透明なポリマー母体材料中で劣化から保護された伝導経路を形成できる可能性を示した。

自由記述の分野

半導体物性

研究成果の学術的意義や社会的意義

軽量・フレキシブル・低コストなど多くの利点を持つ有機薄膜デバイスについて，苦手とされてきた高速動作につながるバリスティック伝導に着目し，当該現象の顕在化と制御に挑戦した。フェムト秒光パルスを用いた観測手法におけるポイントを検証した一方，伝導経路形成の試行錯誤の過程では伸縮性を持つ透明静電防止膜などへ応用可能な試料も得られた。以上のように，本成果には有機半導体に関する複数方面への芽生えとしての意義がある。