キャリア濃度制御に基づく有機トランジスタのデバイス設計とスケーリング則の確立

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 24656205
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 電子・電気材料工学
• 研究機関: 慶應義塾大学 (2013); 京都大学 (2012)
• 研究代表者: 野田 啓 慶應義塾大学, 理工学部, 講師 (30372569)
• 連携研究者: 和田 恭雄 元 東洋大学, 学際融合研究科, 教授 (50386736) ; 山田 啓文 京都大学, 工学研究科, 准教授 (40283626)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 有機トランジスタ / 電荷ドーピング / キャリア濃度 / デバイスシミュレーション

研究概要

有機電界効果トランジスタ（OFET）の高性能化に向けて、分子性ドーパントによる電荷ドーピングを活用した新しい素子構造を提案し、デバイスシミュレーション及び実験の両面からその有用性を実証した。また、デバイススケーリング則の確立に向けて、現実のOFETデバイスに必ず存在するキャリア注入障壁（ショットキー障壁）を考慮したデバイスシミュレーションを新たに実施すると共に、単一素子の電気特性のみを用いて、ゲート電圧に依存した接触抵抗やチャネルパラメータ（電界効果移動度など）を分離抽出して評価する方法を新たに考案した。

研究成果

• [雑誌論文] Intrinsic difference in Schottky barrier effect for device configuration of organic thin-film transistors (2014)
  • 著者名/発表者名: Kei Noda, Yasuo Wada, Toru Toyabe
  • 雑誌名: Organic Electronics 巻: vol.15, No.7 ページ: 1571-1578
  • DOI: 10.1016/j.orgel.2014.04.018
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical investigation of organic thin-film transistors using a thermionic field emission model (2014)
  • 著者名/発表者名: Kei Noda, Yasuo Wada, Toru Toyabe
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: vol.53, No.6S ページ: 06JH02-1-06JH02-5
  • DOI: 10.7567/JJAP.53.06JH02
  • 査読あり
• [雑誌論文] 有機トランジスタにおけるコンタクト構造最適化への取り組み (2013)
  • 著者名/発表者名: 野田啓, 山崎将嗣, 郭哲維
  • 雑誌名: Nanotech Japan Bulletin 巻: vol.6, No.4 ページ: 1-6
  • URL: https://nanonet.go.jp/ntjb_pdf/nanotechEXPRESS-08.pdf
• [雑誌論文] Current enhancement with contact-area-limited doping for bottom-gate, bottom-contact organic thin-film transistors (2013)
  • 著者名/発表者名: Kei Noda, Yusuke Wakatsuki, Yuji Yamagishi, Yasuo Wada, Toru Toyabe, Kazumi Matsushige
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: vol.52, No.2 ページ: 021602-1- 021602-6
  • DOI: 10.7567/JJAP.52.021602
  • 査読あり
• [雑誌論文] Organic field-effect transistors with molecularly doped polymer gate buffer layer (2012)
  • 著者名/発表者名: Yuji Yamagishi, Kei Noda, Hirofumi Yamada, Kazumi Matsushige
  • 雑誌名: Synthetic Metals 巻: vol.162, No.21-22 ページ: 1887-1893
  • DOI: 10.1016/j.synthmet.2012.08.020
  • 査読あり
• [学会発表] 単一トップゲート型OFET素子における接触抵抗・チャネルパラメータの分離抽出 (2014)
  • 著者名/発表者名: 高垣俊介, 野田啓, 山田啓文
  • 学会等名: 第61回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 青山学院大学・相模原キャンパス
  • 年月日: 2014-03-17
• [学会発表] 表面電位測定による局所ドープ有機トランジスタの評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山岸裕史, 野田啓, 小林圭, 山田啓文
  • 学会等名: 第60回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学
  • 年月日: 20130327-30
• [学会発表] Organic transistors with molecularly doped polymer gate buffer layer (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuji Yamagishi, Kei Noda, Hirofumi Yamada
  • 学会等名: Seventh international conference on molecular electronics and bioelectronics (M&BE7)
  • 発表場所: Fukuoka International Congress Center, Fukuoka, Japan
  • 年月日: 20130317-19
• [学会発表] Numerical investigation of organic thin-film transistors using a thermionic field emission model (2013)
  • 著者名/発表者名: Kei Noda, Yasuo Wada, Toru Toyabe
  • 学会等名: 26th Microprocesses and Nanotechnology Conference (MNC2013)
  • 発表場所: Royton Sapporo, Hokkaido, Japan
  • 年月日: 2013-11-07
• [学会発表] Recent research topics on organic thin-film transistors (2013)
  • 著者名/発表者名: Kei Noda
  • 学会等名: One day workshop on organic electronic devices
  • 発表場所: Shivaji University, Kolhapur, Maharashtra, India
  • 年月日: 2013-09-24
• [学会発表] 新規パラメータ抽出手法を用いたOFETの分子ドーピング効果の検討 (2013)
  • 著者名/発表者名: 高垣俊介, 野田啓, 山田啓文
  • 学会等名: 第74回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 同志社大学・京田辺キャンパス
  • 年月日: 2013-09-18
• [学会発表] 熱電界電子放出モデルによる有機トランジスタの数値的検討 (2013)
  • 著者名/発表者名: 野田啓, 和田恭雄, 鳥谷部達
  • 学会等名: 第74回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 同志社大学・京田辺キャンパス
  • 年月日: 2013-09-18
• [学会発表] 分子ドープされた極薄絶縁バッファ層を有する有機トランジスタ (2012)
  • 著者名/発表者名: 山岸裕史, 野田啓, 山田啓文
  • 学会等名: 薄膜材料デバイス研究会 第9回研究集会「薄膜デバイスの未来」
  • 発表場所: なら100年会館中ホール&ホワイエ
  • 年月日: 20121102-03
• [学会発表] 極薄酸化インジウム層を有するn型トランジスタ (2012)
  • 著者名/発表者名: 山岸裕史, 野田啓, 山田啓文
  • 学会等名: 第73回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 愛媛大学及び松山大学
  • 年月日: 20120911-14
• [学会発表] 導電性ポリマーを有するOFETの作製及びデバイスパラメータ抽出 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高垣俊介, 野田啓, 山田啓文
  • 学会等名: 第73回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 愛媛大学及び松山大学
  • 年月日: 20120911-14