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導電性LB膜の電子物性制御に関する研究

导电LB薄膜电子性能控制研究

基本信息

批准号：
13750008
负责人：
大貫等
金额：
$ 1.09万
依托单位：
東京商船大学
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

前年度に引き続き、電界効果トランジスター(FET)型基板を用いたLB膜の外部電場による電子物性制御の研究を行った。それまでに我々はEDT-TTFと脂肪酸から成るLB膜の電界効果特性を見いだしていた。しかし、絶縁層として用いている酸化アルミニウム層の良質な薄膜形成が非常に困難である点と、素子に流れるキャリアの移動度が非常に低い点が問題となり、本年の研究ではこれら問題点の解決に主眼を置いた。試行錯誤の末、絶縁層として酸化シリコンを使用し、LB膜の構成分子としてアクセプター系のTCNQ誘導体を用いることで、安定なゲート絶縁性とキャリア移動度の大幅な増大が見られることが分かった。また真空下で計測できるよう測定系を再構築したところ、素子特性の再現性が非常に良く取れることが明らかにされた。以下に、作成されたFET素子の特性および評価結果を示す。長鎖アルキル基を有するTCNQ誘導体LB膜ではnチャンネル型のFET出力特性が得られることが、今回初めて明らかにされた。しかし、そのキャリア移動度は長鎖アルキル基の長さによって大きな差があることも分かった。すなわち、偶数個の炭素原子からなるアルキル基を有するLB膜では、移動度が約1x10^<-5>cm^2V^<-1>s^<-1>とLB膜としては比較的大きな値を示すが、奇数個のそれでは移動度が上記値の約1/5以下に低下してしまう。移動度低下の原因をさぐるため、これら試料に関してX線回折法による膜構造の解析を試みた。その結果、奇数個炭素から成るアルキル基を持つ分子のLB膜では、アルキル鎖部分の偶奇効果によるパッキング構造の乱れを引き起こしており、この乱雑な構造がキャリア移動度を大きく減少させていることが明らかになった。以上の結果は、より整った膜構造を実現すれば、さらに高いFET特性が得られるであろうことを示唆している。これらの研究成果はInternational Conference on Science and Technology of Synthetic Metals 2002および第50回応用物理学関係連合講習会において公表された。

Research on the control of external electric field of LB film on FET substrate The electrical properties of LB films formed by EDT-TTF fatty acids are discussed in detail. This year's study is aimed at solving the problem of high quality thin film formation. The experimental results show that the molecular composition of LB film is stable and stable, and the mobility of LB film is greatly increased. The measurement system under vacuum is reconstructed and the reproducibility of the electron characteristics is very good. The characteristics and evaluation results of FET elements are shown below. TCNQ inductor LB film with long lock base has long lock base FET output characteristics The movement of the body is not easy, the movement of the body is not easy. The LB film has a mobility of about 1x10 <-5>cm^2 V ^<-1>s <-1>for even and odd carbon atoms, and the LB film has a mobility of about 1/5 or less for odd carbon atoms. The reasons for the low mobility are related to the X-ray reflection method and the analysis of membrane structure. As a result, the odd number of carbon atoms formed in the LB film of the molecule was reduced. The above results show that the structure of the film is perfect, and the characteristics of the FET are excellent. The results of this research were presented at the International Conference on Science and Technology of Synthetic Metals 2002 and the 50th Joint Workshop on Applied Physics.