パイ共役高分子超薄膜の超階層構造を用いた電子機能発現

本研究は共役系高分子ナノシートの超階層構造を用い、π共役高分子ナノシートの電気化学ドーピングを利用することで、低電圧駆動、高増幅な高分子ナノシートトランジスタの作製を目的とする。1.混合LB法によるπ共役高分子ナノシートの作製(松井、宮下)水面上で安定な単分子膜を形成するpoly(dodecylacrylamide)(pDDA)とpoly(hexylthiophene)(PHT)を混合することで、共役高分子ナノシートを水面上に形成させることが可能となった。pDDAとPHTの比率を最適にすることにより厚さ2.5nmの共役系高分子ナノシートの作製に成功した。2.π共役系高分子ナノシートを用いた電気化学トランジスタの構築(松井)Au櫛形電極上にπ共役系高分子ナノシートを積層した。続いてシリコーンスペーサーを用いて電解質をナノシート上に注入しITO電極で封入した。Au電極をソースードレイン電極、ITO電極をゲート電極として電気化学トランジスタ特性を検討したところゲート電圧1.2Vという低電圧でon/off比1.1×10^4を達成した。また2極式のサイクリックボルタモメトリーより駆動に伴う消費電荷量を求めたところ1.1×10^<-9>mol/cm^2と非常に低い電荷量で駆動することがわかった。これより移動度を求めたところ7.5×10^<-2>cm^2/Vsecとなり実用化まで一桁という高い移動度を達成することができた。

本研究は共役系高分子ナノシートの超階層構造を用い、π共役高分子ナノシートの電気化学ドーピングを利用することで、低電圧駆動、高増幅な高分子ナノシートトランジスタの作製を目的とする。1.混合LB法によるπ共役高分子ナノシートの作製(松井、宮下)水面上で安定な単分子膜を形成するpoly(dodecylacrylamide)(pDDA)とpoly(hexylthiophene)(PHT)を混合することで、共役高分子ナノシートを水面上に形成させることが可能となった。pDDAとPHTの比率を最適にすることにより厚さ2.5nmの共役系高分子ナノシートの作製に成功した。2.π共役系高分子ナノシートを用いた電気化学トランジスタの構築(松井)Au櫛形電極上にπ共役系高分子ナノシートを積層した。続いてシリコーンスペーサーを用いて電解質をナノシート上に注入しITO電極で封入した。Au電極をソースードレイン電極、ITO電極をゲート電極として電気化学トランジスタ特性を検討したところゲート電圧1.2Vという低電圧でon/off比1.1×10^4を達成した。また2極式のサイクリックボルタモメトリーより駆動に伴う消費電荷量を求めたところ1.1×10^<-9>mol/cm^2と非常に低い電荷量で駆動することがわかった。これより移動度を求めたところ7.5×10^<-2>cm^2/Vsecとなり実用化まで一桁という高い移動度を達成することができた。