高分子の自己組織化を利用する分子メモリ素子開発

利用聚合物自组装开发分子存储器件

基本信息

批准号：
21K05220
负责人：
相見順子
金额：
$ 2.66万
依托单位：
National Institute for Materials Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、機能性分子をコアにもつスターポリマーを電荷蓄積材料（ナノフローティングゲート）とする高性能有機トランジスタ(OFET)メモリ開発を目的とする。初年度合成した超分子ミクトアームスターポリマーについて、高分子薄膜中での相分離挙動を調査した。コアにフタロシアニン分子をもつ４分岐ポリスチレンと、末端にピリジル基を有するポリメチルメタクリレートを混合し成膜すると、混合比によって異なる相分離構造を示すことが原子間力顕微鏡（AFM）観察により確認できた。また、表面電位顕微鏡（KFM）を用いてポリマー薄膜表面に電圧を印加し、表面電位の変化を観察することで、ポリマーの電荷蓄積挙動について調べた。さらに、超分子ミクトアームスターコポリマー薄膜上に有機半導体を蒸着し、OFETメモリを作成した。素子に負のゲート電圧を印加すると閾値電圧が大きく負方向にシフトしたことから、ポリマー層への正電荷トラップ現象が示唆された。ポリマーの混合比によるメモリ挙動の影響などを精査した。また新たに、p型およびn型半導体を組み合わせたトランジスタ素子に、スターポリマーをメモリ層として導入することで、３値ロジックインメモリの実証デバイス作成に成功した。

这项研究旨在使用具有功能分子作为核心作为电荷储存材料（纳米浮动门）的恒星聚合物（纳米掺杂的门）来开发高性能的有机晶体管（OFET）记忆。研究了在聚合物薄膜中合成的超分子Mictoarmstar聚合物的相分离行为。通过将4支三支聚苯乙烯与苯丙氨酸分子与端子中的多甲基丙烯酸酯与甲基丙烯酸甲酯与吡啶基组混合和沉积，在末端，原子力显微镜（AFM）证实了这一点，以表明不同的相分离结构根据混合率表现出来。此外，使用表面电势显微镜（KFM）将电压应用于聚合物薄膜的表面，并观察到表面电位变化以研究聚合物的电荷积累行为。此外，有机半导体被沉积在超分子的米克摩尔斯塔共聚物薄膜上，以创建OFET记忆。当将负门电压应用于设备时，阈值电压在负方向上显着移动，表明在聚合物层上存在正电荷诱捕现象。详细研究了由于聚合物混合比的记忆行为的影响。此外，通过将恒星聚合物作为存储层引入结合P型和N型半导体的晶体管元件，我们成功地创建了一个内存的三元逻辑演示设备。