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2023 年度 実績報告書

有機薄膜トランジスタにおける高精度しきい値電圧制御技術の確立

研究課題

研究課題/領域番号 22K18975
研究機関大阪大学

研究代表者

植村 隆文  大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (30448097)

研究期間 (年度) 2022-06-30 – 2024-03-31
キーワードフレキシブルセンサ / 有機トランジスタ / しきい値電圧制御
研究実績の概要

本研究は、フレキシブル有機電子回路における高精度の特性制御技術を確立し、次世代センサ技術に求められる高精度アナログ信号処理と超低消費電力駆動を両立する事を目的として研究を実施した。
初年度は、紫外光照射によって分子構造が変化する塗布型・光応答性高分子薄膜をトランジスタの絶縁層として活用し、フレキシブル有機トランジスタのしきい値電圧を「0.1 Vレベルの高い精度」で任意に制御する技術の開発を行い、n型の有機トランジスタにおいて、0.1 Vレベルでのしきい値電圧制御を実現した。実際にその有用性を実証するために研究提案にも掲げた「サブスレッショルド領域スイッチングによるnW級・超低消費電力回路駆動」を実証するための回路設計、試作と評価までを行った。その結果、サブスレッショルド領域スイッチングを実現したpWレベルの超低消費電力CMOSインバーターの作製に成功している。以上の成果をもって、今年度の研究実績として、ACS Applied Electronic Materials(IF:4.494(2021))に報告を行った(掲載済み)。
最終年度の2023年度には、この光照射による閾値電圧制御技術を有機トランジスタにおける金属半導体接合部の絶縁膜部分にも適応することにより、その接触抵抗を69%にまで低減できることを見出した。トランジスタの物性パラメータである閾値電圧の制御だけではなく、有機トランジスタの短チャネル化、ひいては高速動作にも本技術が有効であることが示された。本研究の成果は、ACS Applied Electronic Materials(IF:4.7(2022))に掲載された。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件、 招待講演 6件)

  • [国際共同研究] JOANNEUM RESEARCH(オーストリア)

    • 国名
      オーストリア
    • 外国機関名
      JOANNEUM RESEARCH
  • [雑誌論文] Mid-Infrared Photothermal Imaging of Photochemically Patterned Polymer Gate Dielectrics for Organic Thin-Film Transistors2024

    • 著者名/発表者名
      Kato Ryo、Taguchi Koki、Uemura Takafumi、Yano Taka-aki、Petritz Andreas、Stadlober Barbara、Sekitani Tsuyoshi、Tanaka Takuo
    • 雑誌名

      ACS Applied Electronic Materials

      巻: 6 ページ: 2584~2593

    • DOI

      10.1021/acsaelm.4c00161

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Ultraflexible Wireless Imager Integrated with Organic Circuits for Broadband Infrared Thermal Analysis2024

    • 著者名/発表者名
      Kawabata Rei、Li Kou、Araki Teppei、Akiyama Mihoko、Sugimachi Kaho、Matsuoka Nozomi、Takahashi Norika、Sakai Daiki、Matsuzaki Yuto、Koshimizu Ryo、Yamamoto Minami、Takai Leo、Odawara Ryoga、Abe Takaaki、Izumi Shintaro、Kurihira Naoko、Uemura Takafumi、Kawano Yukio、Sekitani Tsuyoshi
    • 雑誌名

      Advanced Materials

      巻: 36 ページ: 2309864

    • DOI

      10.1002/adma.202309864

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Ultraflexible Organic Active Matrix Sensor Sheet for Tactile and Biosignal Monitoring2023

    • 著者名/発表者名
      Karner‐Petritz Esther、Petritz Andreas、Uemura Takafumi、Namba Naoko、Araki Teppei、Sekitani Tsuyoshi、Stadlober Barbara
    • 雑誌名

      Advanced Electronic Materials

      巻: 9 ページ: 2201333

    • DOI

      10.1002/aelm.202201333

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Biosignal Amplifiers Based on Low‐Noise Organic Transistors with Printed Electrodes2023

    • 著者名/発表者名
      Kimura Tomoharu、Uemura Takafumi、Shibafuji Yayoi、Suyama Takeshi、Ueno Hiroyuki、Sekitani Tsuyoshi
    • 雑誌名

      Advanced Electronic Materials

      巻: 9 ページ: 2201279

    • DOI

      10.1002/aelm.202201279

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Broadband Photodetectors and Imagers in Stretchable Electronics Packaging2023

    • 著者名/発表者名
      Araki Teppei、Li Kou、Suzuki Daichi、Abe Takaaki、Kawabata Rei、Uemura Takafumi、Izumi Shintaro、Tsuruta Shuichi、Terasaki Nao、Kawano Yukio、Sekitani Tsuyoshi
    • 雑誌名

      Advanced Materials

      巻: - ページ: 2304048

    • DOI

      10.1002/adma.202304048

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] フレキシブルエレクトロニクスを活用した生体計測システムの研究開発と将来展望2024

    • 著者名/発表者名
      植村隆文, 関谷毅
    • 学会等名
      第71回応用物理学会春季学術講演会
    • 招待講演
  • [学会発表] Ultraflexible Low-Noise Organic Circuits for Wearable Sensors2023

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Uemura
    • 学会等名
      12th imec Handai International Symposium
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Ultraflexible Low-Noise Organic Circuits for Wearable Soft Sensors2023

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Uemura
    • 学会等名
      7th International Conference on Advanced Electromaterials (ICAE 2023)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Ultraflexible Active-Matrix Sensor System and Low-Noise Circuits for Biosignal Monitoring2023

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Uemura
    • 学会等名
      The 23rd International Meeting on Information Display (IMID2023)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 超軽量・超薄型の生体センシングデバイスの研究開発2023

    • 著者名/発表者名
      植村隆文
    • 学会等名
      フレキシブルエネルギーデバイスコンソーシアム, 2023年度 第3回講演会
    • 招待講演
  • [学会発表] ウェアラブルバイオセンシングデバイスのためのフレキシブル信号処理回路2023

    • 著者名/発表者名
      植村隆文
    • 学会等名
      第33回 日本MRS年次大会
    • 招待講演

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公開日: 2024-12-25  

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