理想ＭＩＳ界面の形成による有機ＦＥＴの極限性能追求

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23655171
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 機能材料・デバイス
• 研究機関: 奈良先端科学技術大学院大学
• 研究代表者: 中村 雅一 奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 特任教授 (80332568)
• 研究分担者: 松原 亮介 奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 特任助教 (60611530)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: 有機半導体 / 理想界面 / 半導体物性 / 有機トランジスタ / 結晶工学

研究概要

原子スケールで平坦なゲート絶縁層と有機半導体層による理想ＭＩＳ界面を作製することを目指し、厚さ1μm以下のマイカ絶縁層を導電性基板の上に形成する方法を確立した。また、従来分子配向の再現性が乏しかったマイカ劈開面上でのペンタセン薄膜成長において、ペルオキソ二硫酸ナトリウム水溶液で基板表面処理を行うことで、キャリア輸送に適した垂直配向の薄膜相多結晶膜がエピタキシャル成長することを明らかにした。また、このような多結晶薄膜において汎用的に用いることができるキャリア移動度解析モデルを提案し、それを用いた解析によって平坦マイカ上でのエピタキシャル成長がキャリア輸送に及ぼす影響を考察した。

研究成果

• [雑誌論文] Scaling limits of organic digital circuits (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Risteska, K. Myny, S. Steudel, M. Nakamura, and D. Knipp
  • 雑誌名: Org. Electron 巻: 15 (2) ページ: 461-469
  • DOI: 10.1016/j.orgel.2013.11.028
  • 査読あり
• [雑誌論文] 有機多結晶膜における移動度制限要因の新規解析方法 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松原亮介, 中村峻介, 落合慧紀, 中村雅一
  • 雑誌名: 電子情報通信学会信学技報 巻: Vol. 113, No. 243 ページ: 39-43
• [雑誌論文] ペンタセン多結晶膜の結晶学的階層構造とキャリア輸送バンドに対する絶縁膜表面の影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 松原亮介, 坂井祐貴, 野村俊夫, 真島豊, 酒井正俊, 工藤一浩, 中村雅一
  • 雑誌名: 電子情報通信学会信学技報 巻: Vol. 112, No. 5 ページ: 19-23
• [学会発表] AFMポテンショメトリによる有機薄膜トランジスタの評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 松原亮介, 中村雅一
  • 学会等名: 平成25年度顕微鏡学会走査型プローブ顕微鏡分科会オープン研究会
  • 発表場所: 茨城県つくば市
  • 年月日: 2014-03-20
• [学会発表] Analysis of mobility limiting factors in epitaxially grown pentacene polycrystalline films on atomically flat mica surface (2013)
  • 著者名/発表者名: R. Matsubara, S. Ochiai, N. Ohashi, S. Nakamura, and M. Nakamura
  • 学会等名: 2013 JSAP-MRS Joint Symposia
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2013-09-18
• [学会発表] A New Analytical Method of Mobility Limiting Factors in Polycrystalline Organic Films : Influence of Epitaxial Growth of Pentacene Crystals Using Atomically Flat Substrates (2013)
  • 著者名/発表者名: R. Matsubara and M. Nakamura
  • 学会等名: The 11th China-Japan Joint Symposium on Conduction and Photoconduction in Organic Solids and Related Phenomena
  • 発表場所: Changchun, China
  • 年月日: 2013-09-03
  • 招待講演
• [学会発表] Crystal structures and carrier transport properties of pentacene polycrystalline films grown on atomically flat mica surfaces (2013)
  • 著者名/発表者名: R. Matsubara, S. Ochiai, S. Nakamura, and M. Nakamura
  • 学会等名: 9th International Conference on Organic Electronics (ICOE 2013)
  • 発表場所: Grenoble, France
  • 年月日: 2013-06-19
• [学会発表] Preparation of organic thin film transistor with ideally flat semiconductor/insulator interface using cleaved mica surface (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Ochiai, S. Nakamura, R. Matsubara, and M. Nakamura
  • 学会等名: Seventh International Conference on Molecular Electronics and Bioelectronics (M&BE7)
  • 発表場所: Fukuoka, Japan
  • 年月日: 2013-03-19
• [学会発表] Interface Gap States in Pentacene Thin-Film Transistors Measured by Gate-Field-Modulated Thermally-Stimulated-Current Method (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Nakamura
  • 学会等名: Workshop on the Nature of Gap States in Organic Devices
  • 発表場所: Chiba, Japan.
  • 年月日: 2013-01-18
  • 招待講演
• [学会発表] マイカ劈開面におけるペンタセン多結晶膜のエピタキシャル成長 (2012)
  • 著者名/発表者名: 落合慧紀, 松原亮介, 大橋昇, 中村雅一
  • 学会等名: 第9回薄膜材料デバイス研究会
  • 発表場所: 奈良県奈良市
  • 年月日: 2012-11-03
• [図書] 薄膜の評価技術ハンドブック : 第4章第6節第1項走査型プローブ顕微鏡による電荷/電位マッピング (2013)
  • 著者名/発表者名: 中村雅一
  • 総ページ数: 190-191
  • 出版者: テクノシステム
• [図書] "PART II, Chapter 10, Mobility limiting factors in practical polycrystalline organic thin films" in "Electronic processes in organic electronics : Bridging electronic states and device properties"
  • 著者名/発表者名: R. Matsubara, N. Ohashi, S.-G. Li, and M. Nakamura
  • 出版者: Springer(in press)
• [備考] ホームページアドレス
  • URL: http://mswebs.naist.jp/LABs/greendevice/