| 研究概要 |
有機溶媒に可溶な半導体である有機・無機複合層状ペロブスカイト化合物について、有機カチオンによる電子構造(バンドギャップ)・ドーピング量・電気物性の変化を系統的に調べ、電子構造/物性設計の指針を見いだすことを一つの目的とする。また、溶液プロセス可能な半導体材料として、他の有機化合物も含め、ドーピング手法開発と実際にデバイス構造での性能の調査も目的とする。
22年度は、Sn-I系について、ジカチオンを用いたドーピング制御を試みた。この系は四価のスズを加えることでアクセプタ準位の形成が起こり電気物性の制御が可能であるが、有機カチオンが+1価の場合、ドーピングに不可欠なカチオン欠損の導入が難しく、ドーピング量には制約があった。ジカチオンの場合、モノカチオンによる部分置換によりカチオン欠損を積極的に導入でき、実際ドーピング効率の向上が認められた。(Pb,Sn)-1合金系では、組成による電子構造、電気物性の変化を系統的に調べ、結晶内の組成不均質に起因するドメイン間での半導体-半導体接合による整流効果を見出した。また、溶液法でFET構造を作製し、p型素子として駆動することを見出した。さらに、可溶性半導体として有機結晶も対象として、Ni(dmit)_2塩を用いたn型FET素子の作製に成功し、また、接触界面ドーピングの手法により、単成分有機結晶だけでなく、絶縁体または半導体の電荷移動錯体に対しても界面の導電化が可能であることを見出した。電荷移動錯体の光応答、光ドーピングに関する研究も進め、電気物性の変化が起こる系に対して、条件の詳細な検討を行い機構解明を目指している。
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