フラーレン薄膜のヘテロ接合による電子機能素子の作製

点击翻译按钮获取中文摘要

C60薄膜で電界効果トランジスタFETを作成し、FETのデバイスの性能を明らかするのみでなく、伝導機構のパラメータとしてのキャリアの種類、濃度、移動度を見積った。測定の結果、蒸着薄膜は、n型キャリアの密度10^<14>cm^<-3>、移動度10^<-4>cm^2/Vs、電導度10^<-9>S/cmであることが明らかになった。これらは純度、ゲート電圧の大きさによって多少値が変わると思われる。また、温度依存性よりキャリアの伝導が分子間ホッピング伝導であることを明らかにした。C60の電導度は結晶や蒸着膜の間でばらつきが大きい。その要因として、純度、結晶性あるいは測定の雰囲気などが考えられる。結晶性と電導度の関係を明らかにするため、蒸着薄膜のX線回折パターンによりその結晶性と電導度の関係を調べた。結晶性は蒸着基板の温度に依存するので、基板温度を0℃,室温および50℃で蒸着した薄膜のX-線回折プロファイルと電導度、発光スペクトルの関係を調べた。結晶性は基板温度によって一意義には決まらないが、概ね高い基板温度ほど高い結晶性の薄膜が得られる事が分かった。電導度は結晶性が良いほど顕著に高いことが明らかになった。また、よりアモルファスに近い試料ほど高電界現象、即ち、空間電荷制限電流の特性が見られた。また、薄膜の結晶性と発光スペクトルの関係は、Arレーザーで励起による発光スペクトルとその温度依存性から調べた。結晶性の高い薄膜ほど発光はレッドシフトし、発光効率も高いことが分かった。