面状のアクティブエリアを持つ新規縦型有機トランジスタの開発

开发具有平面有源区的新型垂直有机晶体管

基本信息

批准号：
17750180
负责人：
中山健一
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Yamagata University (2006)Osaka University (2005)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

本課題では、単純な半導体/金属/半導体の積層構造で低電圧・大電流動作が可能な縦型有機トランジスタとして、「メタルベース有機トランジスタ(Metal-Base Organic Transistor, MBOT)」を提案し、その研究を行っている。本年度は、縦型トランジスタ最大の課題であるON/OFF比向上をめざし種々の検討を行った。その結果、コレクタ層とベース電極までを蒸着したところで大気下加熱処理を行うことにより、これまで100程度であったON/OFF比が劇的に改善されることを見出した。最適化により、コレクタ電圧7V、ベース電圧3Vにおいて、100mA/cm2以上の電流変調と、10の5乗以上のON/OFF比を得ることに成功した。一方MBOTの応用展開として、MBOTとポリマーELを電極ごと積み重ねて直列接続した「スタック型構造デバイス」を新たに提案し、ELをMBOTで駆動した場合の変調特性を評価した。その結果、電源電圧8V、制御電圧わずか2.8Vで、100cd/m2以上のEL発光を変調することに成功した。これは、有機FETを用いる場合に比べてはるかに低電圧での変調を実現しており、さらにスタック型構造により駆動トランジスタ占有部分による発光ロス(開口率低下)を防ぐことができる。また、本年度も引き続きMBOTの動作メカニズム解明に取り組み、ベース接地測定による電流解析を行った。これにより、エミッタ注入電子が高確率でベースを透過していることを直接的に観測することに成功し、従来提案してしてきた透過メタルベースメカニズムを支持する結果を得た。また、コレクタ電圧が逆電圧(阻止電圧方向)の領域から電流透過が起こる興味深い現象を見出し、さらなる動作メカニズム解明へのヒントを得た。

在这一主题中，我们提出了一个“金属基碱有机晶体管（MBOT）”为垂直有机晶体管，能够使用简单的半导体/金属/半导体层压结构，并正在进行研究。今年，为了提高ON/OFF比率而进行了各种考虑，这是垂直晶体管的最大挑战。结果，发现通过沉积集电极层和基本电极后进行大气加热处理，可以显着改善以前约100的ON/OFF比率。通过优化，我们成功地在7V的收集器电压和3V的基本电压下成功地获得了100 mA/cm2或更多的当前调制，ON/OFT比为10或更多。另一方面，作为MBOT的应用程序开发，我们提出了一种新的“堆栈型结构设备”，其中MBOT和聚合物EL串联并以串联连接在一起，并在MBOT驱动EL时评估了调制特性。结果，我们成功地调节了100cd/m2或更多的EL排放，电源电压为8V，控制电压仅为2.8V。与使用有机FET相比，这可以在电压远低得多的电压下进行调制，并且堆叠结构可防止由占据驱动晶体管的部分引起的光发射损耗（减小孔径比）。此外，今年，我们继续阐明MBOT的工作机制，并使用基本测量值进行了当前的分析。这使我们能够直接观察到发射器注射的电子以很高的概率通过底座传输，从而支持过去提出的传输金属基础机理。此外，发现了一个有趣的现象，其中当前传输是从收集器电压在反向电压（朝向电压的方向）的区域中发生的，并给出了进一步的提示以阐明操作机理。