電界誘起電子スピン共鳴法による有機トランジスタ界面トラップ準位の微視的起源の同定

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22360012
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 応用物性・結晶工学
• 研究機関: 独立行政法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 長谷川 達生 独立行政法人産業技術総合研究所, フレキシブルエレクトロニクス研究センター, 副研究センター長 (00242016)
• 研究分担者: 山田 寿一 独立行政法人産業技術総合研究所, フレキシブルエレクトロニクス研究センター, 主任研究員 (20358261)
• 連携研究者: ミシュチェンコ アンドレィ (50525889)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: 有機 / 分子エレクトロニクス

研究概要

電界誘起電子スピン共鳴法を用いて、有機薄膜トランジスタの特性を決定づける微視的要因、特に多結晶薄膜を構成する微結晶内のトラップ状態密度分布、不純物準位、および微結晶間の障壁ポテンシャルを評価解析する手法を開発した。また解析に必要な孤立分子のg値測定を行うとともに、解析の結果得られた広く分布する浅い局在状態密度が、ゲート絶縁層内の極性基のランダム配向に起因したポテンシャル揺らぎに起源を持つことを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] 有機半導体界面における浅い局在状態密度分布のスペクトル解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 長谷川達生、松井弘之、ミシェンコ アンドレイ
  • 雑誌名: 日本物理学会誌 巻: 67巻(10 月号) ページ: 695-699
  • 査読あり
• [雑誌論文] 有機半導体における 2 種類の運動による尖鋭化効果 (2012)
  • 著者名/発表者名: 松井弘之、長谷川達生
  • 雑誌名: 電子スピンサイエンス学会誌 巻: 10巻(19号) ページ: 82-87
  • 査読あり
• [雑誌論文] Correlation between interdomain carrier hopping and apparent mobility in polycrystalline organic transistors as investigated by electron spin resonance (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Matsui, D. Kumaki, E. Takahashi, K. Takimiya, S. Tokito, and T. Hasegawa
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: vol. 85 ページ: 035308-1-9
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevB.85.035308
• [雑誌論文] Distribution of localized states from fine analysis of electron spin resonance spectra of organic semiconductors: Physical meaning and methodology (2012)
  • 著者名/発表者名: A. S. Mishchenko, H. Matsui, and T.Hasegawa
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: vol. 85 ページ: 085211-1-12
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevB.85.085211
• [雑誌論文] Field-modulation spectroscopy of pentacene thin films using field-effect devices: Reconsideration of the excitonic structure (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Haas, H. Matsui, and T. Hasegawa
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: vol. 82 ページ: 161301(R)-1-4
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevB.82.161301
• [学会発表] 電子スピン共鳴による局在状態密度の観測(依頼講演) (2013)
  • 著者名/発表者名: 長谷川達生
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会 シンポジウム「分子性物質におけるゆらぎとコヒーレンス」
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 2013-03-28
• [学会発表] Interface Charge Transport in Organic Transistors as Investigated by Field-Induced ESR (Invited Talk) (2013)
  • 著者名/発表者名: Tatsuo Hasegawa
  • 学会等名: APS March Meeting 2013
  • 発表場所: Baltimore, USA
  • 年月日: 2013-03-18
• [学会発表] 印刷技術による有機デバイス物理の新展開(依頼講演) (2012)
  • 著者名/発表者名: 長谷川 達生
  • 学会等名: 日本物理学会 2012 年秋季大会シンポジウム「デバイス物理の新展開 - 電界効果の物質科学 -」
  • 発表場所: 横浜市
  • 年月日: 2012-09-19
• [学会発表] 電子スピンをプローブとする有機半導体薄膜の電荷輸送(依頼講演) (2012)
  • 著者名/発表者名: 長谷川 達生、松井 弘之
  • 学会等名: 日本化学会第92 春季年会
  • 発表場所: 日吉市
  • 年月日: 2012-03-28
• [学会発表] Device Physics of Organic Transistors (Invited Talk) (2011)
  • 著者名/発表者名: Tatsuo Hasegawa
  • 学会等名: International Conference on. Solid State Devices and Materials (SSDM 2011)
  • 発表場所: Nagoya
  • 年月日: 2011-09-30
• [学会発表] 有機トランジスタのデバイス物理(招待講演) (2011)
  • 著者名/発表者名: 長谷川 達生
  • 学会等名: 第60回高分子討論会
  • 発表場所: 岡山市
  • 年月日: 2011-09-28
• [学会発表] Charge Transport in Organic Transistors Probed by Spin (Invited Talk) (2011)
  • 著者名/発表者名: Tatsuo Hasegawa
  • 学会等名: Organic Microelectronics & Optoelectronics Workshop VII
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2011-07-18
• [学会発表] ESR Study on Charge Transport in Organic Transistors (Invited Talk) (2010)
  • 著者名/発表者名: Tatsuo Hasegawa, Hiroyuki Matsui, Andrei S. Mishchenko
  • 学会等名: International Conference on Science and Technology of Synthetic Metals 2010 (ICSM2010)
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 2010-07-08
• [学会発表] Spectroscopic Study of Interfacial Charged States in Organic Transistors (Invited Talk) (2010)
  • 著者名/発表者名: Tatsuo Hasegawa
  • 学会等名: The OFET2010 Workshop
  • 発表場所: Les Diablerets, Switzerland
  • 年月日: 2010-05-07
• [学会発表] Distribution of Localized States from Fine Analyses of ESR Spectra in Organic Transistors (2010)
  • 著者名/発表者名: Tatsuo Hasegawa, Hiroyuki Matsui, and Andrei S. Mischenko
  • 学会等名: 2010 MRS Spring Meeting
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2010-04-08
• [備考]
  • URL: http://unit.aist.go.jp/flec/fos/research/research_03.html
• [備考]
  • URL: http://www.aist.go.jp/aist_j/new_research/nr20120215/nr20120215.html
• [産業財産権] 半導体薄膜の評価方法 (2011)
  • 発明者名: 長谷川達生、松井弘之、高橋永次
  • 権利者名: 独立行政法人産業技術総合研究所、住化分析センター株式会社
  • 産業財産権番号: 特願 2011-043164
  • 出願年月日: 2011-02-28