有機半導体単結晶電界効果トランジスタの低温キャリア伝導度測定

有机半导体单晶场效应晶体管的低温载流子电导率测量

• 批准号: 18028029
• 负责人: 竹谷 純一
• 金额: $ 2.37万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18028029/
• 关键词: 有機電界効果トランジスタ; 電子輸送特性; 有機単結晶トランジスタ; 微小単結晶; 電界効果; ホール効果

本研究は、有機電界効果トランジスタの最大限の性能を実現する有機単結晶トランジスタを構成し、有機半導体に電界効果注入したキャリアの伝導機構を明らかにするとともに、新物性を発現させるために必須な低温キャリア伝導度測定の手法を開発することを目的とした。18年度には、現在最高移動度の有機単結晶トランジスタを実現したのに続いて、19年度は、キャリアの伝導するチャンネル部分におけるキャリアとラップ準位を更に低減し、これまで150K程度で伝導度が失われていたのに対して、さらに低温でキャリア伝導を可能にすることを計画した。具体的にはキャリア伝導層である有機単半導体とキャリア注入のために加える電界を保持するゲート絶縁層にどちらにも有機単結晶を用いたうえで、有機半導体をゲート絶縁層で上下から挟み込む、ダブルゲート構造の作製を試みた。その結果、ダブルゲートトランジスタの2つゲート電界を調節、結晶表面よりキャリアの散乱が少ない結晶中央部にキャリアを分布させた場合、これまで異常の高移動度が実現することを明らかにした。また、低温伝導度測定を可能にするよう、有機単結晶と同程度の熱収縮率を有するプラスティック基板を用いて、低温において有機単結晶に加わるストレスを最小限にし、さらに、有機単結晶トランジスタ上にアクセプタ分子膜を構成して低温で有効になる低エネルギートラップ準位密度を補完するキャリアを供給する工夫を加えた。その結果、最終的に10Kにおいても導電性が得られた。本研究では、有機単結晶を用いることによって、有機半導体本来のキャリア伝導性能が一般的な有機薄膜多結晶トランジスタよりはるかに高く、その伝導は低温でも本質的には失われないことが明らかになった。有機トランジスタの2次元電子系において、こうしたバンド的な伝導が得られたことは、今後新奇な低次元電子系物質界面に構築する研究の基盤となる。

は, this study has a mechanical and electrical industry working fruit ト ラ ン ジ ス タ の the deadline の を performance be presently す る organic 単 crystallization ト ラ ン ジ ス タ を し, organic semiconductor に electricity industry working fruit injection し た キ ャ リ ア の 伝 guide institutions を Ming ら か に す る と と も に, new property を 発 now さ せ る た め に must な cryogenic キ ャ リ ア 伝 conductance measurement の gimmick を open 発 す る こ と と を purpose Youdaoplaceholder0 た. 18 year に は crystallization, is now the highest mobile の organic 単 ト ラ ン ジ ス タ を be presently し た の に 続 い て, 19th annual は, キ ャ リ ア の 伝 guide す る チ ャ ン ネ ル part に お け る キ ャ リ ア と ラ ッ プ quasi を more low に し reduction, こ れ ま で degree of 150 k で 伝 conductance が lost わ れ て い た の に し seaborne て, さ ら に low-temperature で キ ャ リ ア 伝 を It is possible that にする とを とを plans た. Specific に は キ ャ リ ア 伝 guide layer で あ る 単 organic semiconductor と キ ャ リ ア injection の た め に plus え る electricity industry を keep す る ゲ ー ト never try layer に ど ち ら に も organic 単 crystallization を with い た う え で, organic semiconductor を ゲ ー ト never try layer で fluctuation か ら carry み 込 む, ダ ブ ル ゲ ー ト を try the tectonic の cropping み た. そ の results, ダ ブ ル ゲ ー ト ト ラ ン ジ ス タ の 2 つ ゲ ー ト electricity industry を regulation, crystal surface よ り キ ャ リ ア の less messy が な い crystallization central department に キ ャ リ ア を distribution さ せ た occasions, こ れ ま で abnormal の high degree of mobile が be presently す る こ と を Ming ら か に し た. ま た, low-temperature 伝 conductance measurement を may に す る よ う, organic と 単 crystallization degree with the shrinkage and thermal 収 の を have す る プ ラ ス テ ィ ッ ク substrate を with い て, low temperature に お い て organic 単 crystallization に plus わ る ス ト レ ス を minimum に し, さ ら に crystallization, organic 単 ト ラ ン ジ ス タ on に ア ク セ プ タ molecular membrane を し て cryogenic で have sharper に な る low エ ネ ル ギ Youdaoplaceholder0 potential density を complete するキャリアを supply する time を plus えた. Youdaoplaceholder0 そ result, the final に10Kにお て て て が conductivity が is られた. This study で は, organic 単 crystallization を い る こ と に よ っ て, organic semiconductors have の キ ャ リ ア 伝 guide performance が general な more organic film crystallization ト ラ ン ジ ス タ よ り は る か に く, そ の 伝 guide は cryogenic で も essential に は lost わ れ な い こ と が Ming ら か に な っ た. Organic ト ラ ン ジ ス タ の 2 yuan an electronics に お い て, こ う し た バ ン ド of な 伝 guide が have ら れ た こ と は, future novel な low dimensional に construct an electronics material interface す の る research base plate と な る.

项目成果

Organic crystal gate insulators for high-mobility organic single-crystal transistors

用于高迁移率有机单晶晶体管的有机晶体栅极绝缘体

• 发表时间: 2007
• 期刊: Matereial Research Society Symposium Proceedings 1003
• 作者: M. Yamagishi;et. al.
• 通讯作者: et. al.

Hall effect in organic single-crystal field-effect transistors

有机单晶场效应晶体管中的霍尔效应

• 发表时间: 2006
• 期刊: Material Research Society Symposium Proceedings 937
• 作者: J. Adachi;H. Sasaki;T. Kawasaki;D. Mori;T. Baba;J.Takeya et al.
• 通讯作者: J.Takeya et al.

In-crystal and surface charge transport of electric-field induced carriers in organic semiconductors

有机半导体中电场诱导载流子的晶内和表面电荷传输

• 发表时间: 2007
• 期刊: Physical Review Letters 98
• 作者: J. Takeya;et. al.
• 通讯作者: et. al.

有機半導体単結晶トランジスタの進化

有机半导体单晶晶体管的演变

• 发表时间: 2007
• 作者: Shunichi Yamagata;Tomoyuki Kato;Yasuo Kokubun;竹谷純一
• 通讯作者: 竹谷純一

有機結晶フィルムトランジスタ

有机晶体薄膜晶体管

• 发表时间: 2007
• 作者: 富成征弘;他
• 通讯作者: 他