分子性半導体結晶デバイス界面の分光学的研究と有機エレクトロニクスへの展開

分子半导体晶体器件界面的光谱研究及其在有机电子学中的应用

• 批准号: 07F07838
• 负责人: 長谷川 達生
• 金额: $ 1.02万
• 依托单位: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07F07838/
• 关键词: 有機トランジスタ; 分子性結晶; 有機エレクトロニクス; 分光学的研究; 半導体界面; 変調分光; 分子性半導体; 単結晶デバイス; ポーラロン効果; 電界効果; 電荷注入効果

近年の有機電界効果トランジスタの顕著な進歩に伴い,デバイス構造を利用して分子性半導体材料の新側面を切り拓く研究が可能になりつつある.本研究では、電界効果型デバイス構造を利用した変調分光測定によって,有機半導体界面に蓄積した電荷キャリヤの電子状態を明らかにする分光学的研究を進展させた.特に,有機トランジスタがユニポーラ型であるという特徴を活用し,半導体チャネルへの電場印加効果と電荷蓄積効果のそれぞれを,光吸収スペクトルの変化分として分離し測定することが可能なことを見出した(昨年度).本年度はこの手法をさらに展開し,電荷変調スペクトルの印加ゲート電圧依存性と温度依存性の詳細な測定を行い,スペクトル構造の起源を明らかにすることに成功した.電荷変調スペクトルでは,負のゲート電圧印加によってチャネル内に正孔が蓄積することから,基本的に分子のイオン化による吸収スペクトルのブリーチング(吸収減衰)による吸収変化が観測される.しかしながら測定により得られた吸収減衰の強度は,電荷キャリヤ数から期待される強度の5～10倍程度にも達した.詳細な解析により,このような吸収減衰増強の原因が,空間的に広がった局在電子状態(トラップ準位)へのキャリヤの蓄積によりキャリヤ当たり5～10個に及ぶ近接分子の振動・電子エネルギーが再構成されたため生じたことが明らかになった.特にこれらの結果は,高品質のペンタセン薄膜トランジスタにおいて,電荷輸送が浅いトラップ準位を媒介としたトラップ-リリースモデルの1験的な証拠を与えるものである.

の in recent years of mechanical and electronic industry working fruit ト ラ ン ジ ス タ の 顕 な into step に companion い, デ バ イ ス constructing を using し て molecularity semiconductor materials の new profile cut を り billiton く study が may に な り つ つ あ る. This study で は, electricity industry working fruit デ バ イ ス constructing を using し た - adjustable spectral photometry に よ っ て, the accumulation of organic semiconductor interface に し た charge キ ャ リ ヤ の electronic state を Ming ら か に す る spectroscopy progress of さ を せ た. に, organic ト ラ ン ジ ス タ が ユ ニ ポ ー ラ type で あ る と い う, 徴 し を, semiconductor チ ャ ネ ル へ の electric field Inca unseen charge accumulation unseen fruit fruit と の そ れ ぞ れ を, light absorption 収 ス ペ ク ト ル の - tumble と し て separation し determination す る こ と が may な こ と を shows し た (last year). This year は こ の gimmick を さ ら し に, charge - adjustable ス ペ ク ト ル の Inca ゲ ー ト electric 圧 dependency と temperature dependency の detailed な determination を い, ス ペ ク ト ル tectonic origin を の Ming ら か に す る こ と に successful し た. Charge - adjustable ス ペ ク ト ル で は, negative の ゲ ー ト electric 圧 Inca に よ っ て チ ャ ネ ル に inside hole is が accumulation す る こ と か ら, basic molecular の に イ オ ン change に よ る suction 収 ス ペ ク ト ル の ブ リ ー チ ン グ (収 damping) に よ る 収 absorption - turn が 観 measuring さ れ る. し か し な が ら determination に よ り must ら れ た suction 収 damping の は intensity, charge キ ャ リ Youdaoplaceholder0 number ら expect される intensity <s:1> 5 to 10 times the degree に に reach <s:1> た. Detailed analytical に な よ り, こ の よ う な suction 収 damping raised strong が の reasons, space に hiroo が っ た bureau in the electronic state (ト ラ ッ プ quasi) へ の キ ャ リ ヤ の accumulation に よ り キ ャ リ ヤ when た り 5 ~ 10 に and ぶ nearly の vibration, molecular electronic エ ネ ル ギ ー が reconstitution さ れ た た め raw じ た こ と が Ming ら か に な っ た. Special に こ れ ら は の results, high quality の ペ ン タ セ ン film ト ラ ン ジ ス タ に お い て, charge transport が shallow い ト ラ ッ プ quasi a を medium と し た ト ラ ッ プ - リ リ ー ス モ デ ル の 1 験 な pass 拠 を and え る も の で あ る.

项目成果

Charge and Field Modulation Spectroscopy on Pentacene Thin-Film Devices

并五苯薄膜器件的电荷和场调制光谱

• 发表时间: 2009
• 作者: S.Haas;H.Matsui;T.Yamada;T.Hasegawa
• 通讯作者: T.Hasegawa

Charge and Field Modulation Spectroscopy on Organic Thin-Film Transistors

有机薄膜晶体管的电荷和场调制光谱

• 发表时间: 2009
• 作者: S.Haas;H.Matsui;T.Yamada;T.Hasegawa
• 通讯作者: T.Hasegawa

High performance DNTT single crystal field-effect transistors

高性能DNTT单晶场效应晶体管

• 发表时间: 2009
• 作者: ハース;サイモン;他
• 通讯作者: 他

Modulation Spectroscopy on Pentacene Thin-Film Devices

并五苯薄膜器件的调制光谱

• 发表时间: 2009
• 作者: ハース;サイモン;他
• 通讯作者: 他

Charge and Field Modulation Spectroscopy in Organic Field-Effect Devices

有机场效应器件中的电荷和场调制光谱

• 发表时间: 2009
• 作者: S.Haas;H.Matsui;T.Yamada;T.Hasegawa
• 通讯作者: T.Hasegawa