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本研究では、伸縮自在の大面積シート集積回路を実現すため、伸縮性電子材料のデバイス物理・界面物性を解明し、さらに作製技術の確立を目指すが、まずは初年度として、ナノ印刷技術によって有機トランジスタのチャネル長をサブミクロン寸法まで微細化することを目指した。さちに平行して、伸縮自在のカーボンナノチューブ導体材料の実現を目指した。
特に、本研究では、世界初の伸縮自在な集積回路の実現に向けて、これまで集積回路では全く用いられてこなかったゴムやゲルを配線・コンタクトの材料に応用した。さらに、この基礎的な知見を最大限に活用し、伸縮性のある大面積シート集積回路を実現して、自由曲面に貼り付けた状態での動作を確認した。
具体的には次の二点を確認した。
(I)ナノ印刷技術による有機トランジスタの微細化
有機トランジスタの性能向上には、素子寸法の微細化が有効である。印刷プロセスで有機トランジスタをナノ寸法に微細化し、実用レベルまで性能を向上させた。
(II)伸縮自在のカーボンナノチューブ配線
金属に代わるしなやかな導電性材料をカーボンナノチューブで実現し、有機トランジスタ集積回路の配線に応用した。まず、カーボンナノチューブをゴムに均一に分散させる技術を開発し、伸縮陸のある配線を実現させた。導電率57S/cmと伸張性38%を同時実現した。
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