電子デバイスへ向けたナノ空間物質の研究

电子器件用纳米空间材料研究

基本信息

批准号：
10F00055
负责人：
谷垣勝己
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2011
项目状态：
已结题

项目摘要

有機半導体は軽量で大面積なフレキシブル電子デバイスの材料として期待されている。特に、分子の発光効率の高さから、発光素子への応用が盛んに研究されている。我々は、なかでも有機半導体を用いた電流励起レーザーを目指した研究を行っている。有機半導体を用いた発光素子のためには半導体内における電子および正孔の蓄積により、p-n接合を作り2個の電極からそれぞれ電子と正孔が注入され、有機半導体内を伝導して再結合する必要がある。我々は、有機半導体内に電子および正孔を蓄積する方法として、キャパシタの原理を用いた電界効果トランジスタ構造を採用した。有機電界効果トランジスタはゲート電圧の符号により、電子も成功も蓄積できることが知られているためである。しかし、有機電界効果トランジスタへの電子および正孔の両方の注入と、それらの伝導はそれぞれ電極界面の接触抵抗と伝導層のキャリアトラップのために難しい。そこで、本研究では有機半導体を真空蒸着法により薄膜化し、ゲート絶縁層と有機半導体層の間に有機分子(アルカン)からなる界面就職層を導入することによりこれらの問題の解決を試みた。その結果、正孔の伝導を損なうことなく有機電界効果トランジスタで特に問題となる電子のトラップを大幅に低減することに成功した。また、通常は電子を注入するための電極に空気中で不安定なカルシウム等の金属を用いるが、空気中でも安定な金を用いても同等の電子注入が得られることを明らかにした。これらの成果は、空気中で安定な発光素子を実現するための大きなマイルストーンである。

有机半导体有望成为轻质，大区域柔性电子设备的材料。特别是，由于分子的发光效率高，正在积极研究对发光设备的应用。我们特别研究使用有机半导体的电流激光器的目的。对于使用有机半导体发射器件的光发射器件，有必要通过在半导体中的电子和孔的积累来创建P-N连接，以从两个电极中注入电子和孔，并在有机半导体中进行和重组。我们已经使用电容器原理采用了野外效应晶体管结构，作为在有机半导体中积累电子和孔的方法。这是因为众所周知，通过有机场效应晶体管的栅极电压的迹象，电子和成功都可以累积。但是，由于电极界面上的接触电阻和导电层的载流子捕获，因此很难将电子和孔注射到有机场效应晶体管中，并且它们的传导很困难。因此，在这项研究中，我们试图通过真空沉积将有机半导体转化为薄膜来解决这些问题，并在栅极绝缘层和有机物半导体层之间引入由有机分子（Alkanes）制成的界面就业层。结果，它在显着减少电子的捕获方面已经成功，这在有机场效应晶体管中尤其有问题，而不会损害孔的传导。此外，已经揭示了注射电子的电极通常用于使用空气中不稳定的金属，但是即使在空气中稳定的黄金，也可以实现相同的电子注入。这些结果是实现空气中稳定发光元素的主要里程碑。