自発的高次構造形成法による高性能有機トランジスタの作製

利用自发高阶结构形成方法制造高性能有机晶体管

• 批准号: 15686014
• 负责人: 中村 雅一
• 金额: $ 15.06万
• 依托单位: Chiba University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15686014/
• 关键词: 有機半導体材料; 電子デバイス; ナノ構造; 自発的プロセス; 微粒子; 静電誘導トランジスタ; 電界効果トランジスタ; 大面積

本研究は、大面積基板上で広範囲一斉自発的に微細構造を形成する「自発的高次構造成形法」を確立し、大面積縦型素子内に微小なトランジスタ構造単位を多数並列に作り込むことで、従来得られているものより高性能な有機トランジスタを作製することを目的としている。今年度は、主に以下の研究を行った。(1)高効率有機太陽電池の開発Al/In/C60/CuPc/ITO構造の固体接合型有機太陽電池において、各層膜厚などの最適化によって、光電変換効率1%程度の太陽電池を作製することに成功した。さらに、アノードとしてITOの代わりに表面を酸化させたAg電極が使用可能であることを見いだした。これを利用して、表面酸化Ag/In積層電極を中間電極としたタンデム型太陽電池を作製し、4スタックセルによって解放端電圧1.34Vが得られた。(2)低駆動電圧・高出力電流縦型トランジスタの試作これまでに開発したプロセスを発展させ、200nm径のポリスチレン微粒子を蒸着マスクとして用いることによって、多孔質のゲート電極/絶縁層/ドレイン電極構造を形成する方法を確立し、その上からCuPcあるいはペンタセンなどの有機半導体層と上部電極を蒸着することで、SITタイプの縦型トランジスタを試作した。その結果、2mm×2mmの素子面積内に2800万個のナノSITセルを作り込んだ素子が再現性良く形成され、数Vの動作電圧で数mAの出力電流という、有機トランジスタとしては極めて高い相互コンダクタンスを得ることに成功した。電流on/off比は約500で、まだ改善の余地はあるものの、従来のSITタイプの素子よりも高い値が得られた。また、(1)で得られたタンデム型有機太陽電池と配線接続し、有機フォトトランジスタが動作することを確認した。

This study aims to establish a "self-generated high-order structure forming method" for forming a self-generated microstructure on a large-area substrate, and to establish a high-performance organic structure forming method for forming a plurality of small structure units in a large-area substrate. This year, the main research activities. (1)The solid-state junction type organic solar cell with high efficiency Al/In/C60/CuPc/ITO structure has been successfully fabricated by optimizing the film thickness of each layer and the photoelectric conversion efficiency of about 1%. The surface of ITO and Ag electrodes can be acidified. The surface acidified Ag/In multilayer electrode was used to manufacture the solar cell with a voltage of 1.34V at the release end. (2)Low dynamic voltage, high output current, high voltage, high voltage SIT is the first time in history that a person has ever been involved in a crime. As a result, 28 million SIT cells within a cell area of 2mm×2mm were successfully formed with good reproducibility, operating voltage of several V, output current of several mA, and organic transmission. The current on/off ratio is about 500, and there is room for improvement. (1) To confirm the wiring connection and operation of organic solar cells.

项目成果

H.Yanagisawa et al.: "Structural and Electrical Characterization of Pentacene Films on SiO2 Grown by Molecular Beam Deposition"Thin Solid Films. 発表予定.

H.Yanagisawa 等人：“通过分子束沉积在 SiO2 上生长的并五苯薄膜的结构和电特性”计划演示。

Vertical‐ and lateral‐type organic FET using pentacene evaporated films

• DOI: 10.1002/eej.10500
• 发表时间: 2004-11
• 期刊: Electrical Engineering in Japan
• 影响因子: 0.4
• 作者: Satoshi Tanaka;Hirotomo Yanagisawa;M. Iizuka;M. Nakamura;K. Kudo

Structural and electrical characterization of pentacene films on SiO2 grown by molecular beam deposition

• DOI: 10.1016/j.tsf.2004.06.065
• 发表时间: 2004-10
• 期刊: Thin Solid Films
• 影响因子: 2.1
• 作者: Hirotomo Yanagisawa;T. Tamaki;M. Nakamura;K. Kudo

有機半導体デバイスシミュレーションのためのキャリア移動度モデルの検討

有机半导体器件模拟的载流子迁移率模型研究

• 发表时间: 2005
• 期刊: 電子情報通信学会技術報告 OME2005-18
• 作者: N.Hirashima et al.;K.Fujimoto et al.;大橋昇他
• 通讯作者: 大橋昇他

田中諭他: "ペンタセン薄膜を用いた縦型・横型有機トランジスタ"電気学会論文誌C. 123・5. 853-857 (2003)

Satoshi Tanaka 等人：“使用并五苯薄膜的垂直和水平有机晶体管” Transactions of the Institute of Electrical Engineers of Japan C. 123, 5. 853-857 (2003)