高分子の自己組織化を利用する分子メモリ素子開発

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。

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。