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2007 Fiscal Year Annual Research Report

窒素ガリウム半導体量子ドットの形成技術と次世代ナノフォトニック素子に関する研究

Research Project

Project/Area Number 06F06110
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

荒川 泰彦  The University of Tokyo, 先端科学技術研究センター, 教授

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) NA Jongho  東京大学, 先端科学技術研究センター, 外国人特別研究員
Keywords半導体量子ドット / 次世代ナノフォトニック素子 / 有機半導体
Research Abstract

本年度は,窒化ガリウム半導体(GaN)量子ドットの形成技術の確立に関しては,GaN量子ドットデバイス用ウェハの作製をおこなった。単一ドットを用いた量子情報デバイスに最適な低密度量子ドット,高品質半導体膜形成の成長条件を見出した。
これと並行して,新しい半導体材料である有機半導体に関する研究にも取り組んだ。有機半導体に関する研究としてはフレキシブル基板上のNチャネルおよびPチャネル有機トランジスタの低電圧化に取り組んだ。低電圧化は高誘電率のゲート絶縁膜を採用することにより実現した。この絶縁膜はチタン含有の酸化物で,スパッタリングによりに製膜でき,基板加熱を必要としないため,フレキシブル基板への応用が可能である。これを利用することにより有機トランジスタの低電圧駆動を試みた。
結果として,有機材料としてC60を用いたNチャネルトランジスタで,5Vでの動作を実現し,しかも移動度1.5cm2/Vsという有機トランジスタとして高い移動度を達成した。また,有機材料にペンタセンを用いたPチャンネルトランジスタについて,同様の結果が得られた。ここに示した移動度は液晶ディスプレイ等に応用されているアモルファスシリコントランジスタの移動度を超えるものである。
これらのNおよびPチャネルトランジスタはフレキシブル基板上に作製可能であり,同様に低電圧の駆動に成功した。また,その応用として,フレキシブル基板上にNチャネルおよびPチャネルの有機トランジスタを形成しCMOS回路を構成し,CMOS回路の動作に成功した。駆動電圧は2-7Vと有機トランジスタとして極めて低い電圧である。
上で述べたように,有機トランジスタは低温で製膜可能なため,フレキシブルデバイスへの応用が可能であり,本研究で示した結果は,有機のPおよびNチャネルトランジスタを組み合わせた,フレキシブル基板上の高性能CMOS回路の実現を期待させる結果である。

  • Research Products

    (7 results)

All 2008 2007

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] Complementary Two-input NAND Gates with Low-voltage-operating Organic Transistorso2008

    • Author(s)
      Jong Ho Na, Masatoshi Kitamura, Yasuhiko Arakawa
    • Journal Title

      Applied Physics Express 1

      Pages: 21893

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] High performance flexible pentacene thin-film transistors fabricated on titanium silicon oxid2007

    • Author(s)
      Jong H. Na, M. Kitamura, D. Lee, Y. Arakawa
    • Journal Title

      Applied Physics Letters 90

      Pages: 163514

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] High performance n-channel thin-film transistors with an amorphous phase C60 iilm on plas2007

    • Author(s)
      Jong H. Na, M. Kitamura, Y. Arakawa
    • Journal Title

      Applied Physics Letters 91

      Pages: 193501

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] プラスチック基板上低電圧動作有機トランジスタから成る相補型2入力NANDゲート2008

    • Author(s)
      ナジョンホ, 北村雅季, 荒川泰彦
    • Organizer
      第55応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      日本大学(千葉)
    • Year and Date
      2008-03-28
  • [Presentation] 銀電極を有するボトムコンタ外型フラーレンC60薄膜トランジスタ2008

    • Author(s)
      北村雅季, 青森繁, 葛本恭崇, 香村勝一, ナジョンホ, 荒川泰彦
    • Organizer
      第55応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      日本大学(千葉)
    • Year and Date
      2008-03-27
  • [Presentation] プラスチック基板上高特性nチャネルC60トランジスタ2007

    • Author(s)
      Jong Ho Na, Masatoshi Kitamura, Yasuhiko Arakawa
    • Organizer
      第66回応用物理学学術講演会, 2007月9月4日(火)-8日(土), 北海道(北海
    • Place of Presentation
      北海道工業大
    • Year and Date
      2007-09-08
  • [Presentation] 表面処理によるフラーレンC60薄膜トランジスタの特性向上2007

    • Author(s)
      北村雅季, 葛本恭崇, 香村勝, 青森繁, ナジョンホ, 荒川泰彦
    • Organizer
      第66回応用物理学学術講演会
    • Place of Presentation
      北海道工業大
    • Year and Date
      2007-09-04

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Published: 2010-06-11   Modified: 2016-04-21  

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