有機半導体・完全単結晶の成長機構の解明と電子デバイスの応用

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20245038
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機能材料・デバイス
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 板谷 謹悟 東北大学, 原子分子材料科学高等研究機構, 教授 (40125498)
• 研究分担者: 池田 進 東北大学, 原子分子材料科学高等研究機構, 助教 (20401234) ; 湊 丈俊 東北大学, 原子分子材料科学高等研究機構, 助教 (10415309) ; 葛目 陽義 東北大学, 原子分子材料科学高等研究機構, 助教 (20445456) ; 吹留 博一 東北大学, 電気通信研究所, 助教 (10342841) ; 合志 憲一 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教 (50462875) ; 小蓑 剛 東北大学, 原子分子材料科学高等研究機構, 助教 (20547301) ; 小林 慎一郎 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教 (20361173) ; 松川 健 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教 (60580876)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: 分子性固体 / 半導体物性 / 電子・電気材料 / 結晶成長

研究概要

気相成長法から得られた有機半導体ルブレン単結晶が広範囲において分子的に平坦な表面を有していることを、単分子あるいは単原子ステップ情報の収得が可能であるレザー共焦点微分干渉顕微鏡を用いることにより世界で初めて明らかにした。また、ルブレン結晶表面上の分子ステップの推移から成長の様子を観察することができ、成長機構解明に貢献した。その完全結晶を用いることにより高いFET特性を有していることも実証した。

研究成果

• [雑誌論文] High-resolution molecular images of rubrene single crystals obtained by frequency modulation atomic force microscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: Taketoshi Minato, Hiroto Aoki, Hirokazu Fukidome, Thorsten Wagner, and Kingo Itaya
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 95 ページ: 093302-1-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Organic field effect transistor using pentacene single crystals grown by liquid-phase crystallization process (2009)
  • 著者名/発表者名: Yasuo Kimura, Michio Niwano, Naohiko Ikuma, Kenichi Goushi, and Kingo Itaya
  • 雑誌名: Langmuir 巻: 25 ページ: 4861-4863
  • 査読あり
• [雑誌論文] 有機半導体完全結晶の創製と電子物性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 板谷謹悟
  • 雑誌名: 応用物理学会誌 巻: 4巻 ページ: 402-405
  • 査読あり
• [学会発表] Solution Crystal Growth of [1] Benzothieno [3, 2-b] benzothiophene and Tetrathiafulvalence Derivatives for Field-Effect Transistors (2011)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Matsukawa
  • 学会等名: Sixth International Conference on Molecular Electronics and Bioelectronics
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2011-03-18
• [学会発表] 溶液プロセスにより形成した配向制御TIPS-ペンタセン薄膜とその電界効果トランジスタ特性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 板谷謹悟
  • 学会等名: 第56回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 平塚
  • 年月日: 2010-03-19
• [学会発表] 有機半導体の結晶成長制御(1): ルブレンを含む芳香族炭化水素 (2009)
  • 著者名/発表者名: 合志憲一
  • 学会等名: 第70回応用物理学学術講演会
  • 発表場所: 富山
  • 年月日: 2009-09-11
• [学会発表] 有機半導体の結晶成長制御(2): ステアリン酸および関連化合物 (2009)
  • 著者名/発表者名: 小蓑剛
  • 学会等名: 第70回応用物理学学術講演会
  • 発表場所: 富山
  • 年月日: 2009-09-11
• [学会発表] 分子レベルでの有機半導体の結晶成長:共焦点顕微鏡による単分子ステップ観察法 (2009)
  • 著者名/発表者名: 板谷謹悟
  • 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: 2009-04-01
• [学会発表] レザー共焦点微分干渉顕微鏡及び原子間力顕微鏡による有機単結晶の成長過程の分子レベル観察 (2009)
  • 著者名/発表者名: 板谷謹悟
  • 学会等名: 電気化学76回大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2009-03-29