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2010 Fiscal Year Annual Research Report

らせん高分子を用いた不揮発性FETメモリの開発

Research Project

Project/Area Number 20350085
Research InstitutionChiba University

Principal Investigator

小林 範久  千葉大学, 大学院・融合科学研究科, 教授 (50195799)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 鎌田 俊英  産業技術総合研究所, 光技術研究部門, グループ長 (80356815)
植村 聖  産業技術総合研究所, 光技術研究部門, 研究員 (50392593)
Keywordsナノ材料 / 生体材料 / ポリペプチド / らせん高分子 / FETメモリ
Research Abstract

不揮発性メモリはユビキタス社会が形成されようとする現在,非常に大きな需要を有しており,様々な用途・デバイスに用いられている。本研究は,大きな需要を持つもののまだ有力な技術の無い印刷製造可能な不揮発性フレキシブルメモリの開発を,低環境負荷,軽量,生産性の観点から,生体系らせん高分子を用いて先駆的に発展させることを目的とした。このような印刷により作製されたフレキシブルメモリを実用化するためには、最大の課題である高い駆動電圧と低いメモリ保持時間を大幅に改善する必要がある。メモリ性能の1つの指標としては、オン電流とオフ電流の比が大きいことが求められ、実用化に耐えうるには少なくとも3桁以上のオン・オフ比が必要である。しかしながら生体高分子材料はイオン等の電界によって可動する不純物を含み易く、それを除去してオフ電流を下げること必要である。そこで本研究では千葉大学と産総研が有機的に連携を取りながら、ポリペプチドやDNA等のらせんポリマーを用いて、ウェットプロセスでメモリ素子を作製し、10Vでの駆動とメモリ保持時間1000時間を目指して研究開発をおこなった。具体的には、これまで生体高分子と界面活性剤とを分子レベルで複合化することで、生体高分子中に含まれる不純物イオンの影響を取り除くことを行ってきたが、さらに今年度はトランジスタの絶縁層を積層化することで、不純物除去後に微量に残留するイオンの影響を最小限に抑え、オフ電流の時間経過による上昇を抑えることに成功した。また絶縁層界面の表面エネルギーをコントロールすることで半導体の結晶性を上げ、結果としてオン電流を大幅な増加させることに成功した。その結果、オン・オフ比の最大値は世界最高値とほぼ同等の値が得られ、10Vの電圧でオン・オフ比10^4以上、またオン・オフ比10^3以上で1000時間以上のメモリを保持することが可能なメモリ素子を作製することができた。

  • Research Products

    (12 results)

All 2010 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (7 results) Book (2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Color-tunable Multilayer OLED Composed of DNA Complex , Tris(8-hydroxyquinolinato) aluminum2010

    • Author(s)
      N.Kobayashi, 他4名
    • Journal Title

      Applied Physics Letter

      Volume: 97 Pages: 193301-193303

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] エレクトロクロミックディスプレイ2010

    • Author(s)
      小林範久
    • Journal Title

      表面技術

      Volume: 61 Pages: 483-487

  • [Presentation] Relationship Between Morphology and Hysteresis Property of Polyglutamate as a Ferroelectric Layer of Organic Thin Film Transistor Memory2010

    • Author(s)
      植村聖, 猪股傑士, 中村一希, 小林範久, 鎌田俊英
    • Organizer
      2010 International Conference on Flexible and Printed Electronics
    • Place of Presentation
      新竹(台湾)
    • Year and Date
      2010-10-29
  • [Presentation] 強誘電性ポリペプチドメモリにおけるナノスケールでの膜構造の制御とメモリ素子特性に及ぼす影響2010

    • Author(s)
      植村聖,猪股傑士,福島知央,中村一希,小林範久,鎌田俊英
    • Organizer
      第59会高分子討論会
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      2010-09-17
  • [Presentation] DNA/カチオン性分子複合体を誘電体層に用いた有機TFTメモリの動作安定化2010

    • Author(s)
      植村聖,行本知仁,中村一希,小林範久,鎌田俊英
    • Organizer
      第59会高分子討論会
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      2010-09-16
  • [Presentation] Organic Thin Film Transistor Memory Fabricated with DNA Complexasa Gate Dielectric2010

    • Author(s)
      福島知央, 中村一希, 小林範久, 植村聖, 鎌田俊英
    • Organizer
      International Conferenceon Science, Technology of Synthetic Metals 2010
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2010-07-06
  • [Presentation] Effect of Molecular Alignmentat Organic Semiconductor/Polypeptide Interface on Memory Performance of an Organic TFT2010

    • Author(s)
      行本知仁, 中村一希, 小林範久, 植村聖, 鎌田俊英
    • Organizer
      International Conference on Science and Technology of Synthetic Metals 2010
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2010-07-06
  • [Presentation] Inuence of the Crystallinity of Polypeptide as a Gate Dielectric on the Hysteresis Behavior of TFT2010

    • Author(s)
      植村聖, 猪股傑士, 中村一希, 小林範久, 鎌田俊英
    • Organizer
      International Conference on Scienceand Technology of Synthetic Metals 2010
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2010-07-05
  • [Presentation] DNA/カチオン性分子複合体を誘電体層として用いた有機TFTメモリの構築2010

    • Author(s)
      行本知仁, 中村一希, 小林範久, 植村聖, 鎌田俊英
    • Organizer
      59回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2010-05-26
  • [Book] 誘起半導体デバイスー基礎から最先端材料・デバイスまで一エレクトロクロミズムとメモリ&非発光型表示素子2010

    • Author(s)
      小林範久
    • Total Pages
      538(385-389)
    • Publisher
      オーム社
  • [Book] 有機半導体デバイス基礎から最先端材料・デバイスまで・印刷有機メモリ2010

    • Author(s)
      植村聖, 他
    • Total Pages
      520(390-395)
    • Publisher
      オーム社
  • [Remarks]

    • URL

      http://photo-m.tp.chiba-u.jp/i-poly/

URL: 

Published: 2012-07-19  

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