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有機半導体と機能性ポリマーの自発相分離現象を利用した革新的センサーの開発

利用有机半导体和功能聚合物的自发相分离现象开发创新传感器

基本信息

批准号：
18J21908
负责人：
牧田龍幸
金额：
$ 1.41万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

多様なセンシングデバイスの需要が見込まれる次世代エレクトロニクス産業の基盤材料として、簡便な塗布プロセスで製膜可能な有機半導体が注目されている。実際のデバイス作製時には、溶液からの結晶成長で形成される高性能な有機半導体単結晶膜とそれ以外の各機能性構成層のヘテロ界面制御が重要である。塗布プロセスと精緻なヘテロ界面制御を同時に実現するためには多くの困難が伴う。これを解決するため、これまでに、下層に塗布プロセスの影響を与えない有機半導体単結晶膜転写法の開発と、厚さわずか一分子層の有機半導体単結晶膜にさえもダメージを与えない電極転写法を開発した。この一年では、これらを応用し、デバイス作製において不可欠な半導体膜パターニング手法の開発と、微小な電気信号変化の高感度検出が期待できる一分子層単結晶を用いた液中センシングデバイス作製を行った。半導体膜パターニングについては、まず、超親水性処理を施した基板上に半導体単結晶膜を塗布した後、凹凸形状を有する柔らかいマイクロスタンプ上に転写した。これを目的の基板に押し付けることで、スタンプ凸部上の半導体膜のみが目的基板に転写された。本手法ではプロセス中のダメージを与えずに理想的なヘテロ界面を形成しつつ、パターニングを簡便に完了できるため、低コストセンシングデバイス作製において理想的であるといえる。以上の手法を利用して得られる有機半導体の一分子層単結晶膜という究極に薄い膜を利用した高感度な液中センシングデバイスを実現するため、これまでに開発した電極転写法を応用した。液中動作を可能にするための高分子保護膜を有する電極パターンを転写してトランジスタを作製したところ、水中でトランジスタのスイッチング動作が確認できた。これにより、高品質な単結晶超薄膜を用いたセンシングデバイスのプラットフォームとなる構造の開発に成功したといえる。

The need for a variety of semiconductor materials has been highlighted in the next generation of semiconductor industry substrate materials, ease of coating, and the possibility of film formation. In practice, it is important to control the interface of various functional constituent layers other than the organic semiconductor single crystal film formed by the crystal growth from solution to solution. There are many difficulties associated with coating and interface control. The effect of coating on organic semiconductor film thickness is discussed. The effect of coating on organic semiconductor film thickness is discussed. In the past year, the semiconductor film has been widely used in the development of semiconductor film technology, the high sensitivity detection of minute electric signal transformation, and the expectation of single molecular layer crystallization. The semiconductor film is coated on the substrate, and the shape of the semiconductor film is soft. The semiconductor film on the convex portion of the target substrate is deposited on the target substrate. The method is to form an ideal interface between the two sides of the screen and the screen. The interface is simple and easy to complete. The interface is ideal for low temperature and low temperature. The above method is used to obtain a single crystal film of organic semiconductor and a thin film of organic semiconductor. The polymer protective film has been prepared for operation in liquid and confirmed for operation in water. The development of high-quality crystalline ultra-thin films has been successfully carried out.

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

無電解金めっき電極を用いた高性能有機薄膜トランジスタ

使用化学镀金电极的高性能有机薄膜晶体管

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
牧田龍幸;中村良平;佐々木真理;熊谷翔平;岡本敏宏;渡邉峻一郎;竹谷純一
通讯作者：
竹谷純一

転写法により作製した高性能極薄有機単結晶トランジスタ

转移法制备高性能超薄有机单晶晶体管

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
牧田龍幸;熊谷翔平;佐々木真理;岡本敏宏;渡邉峻一郎;竹谷純一
通讯作者：
竹谷純一

Scalable Fabrication of Organic Single-Crystalline Wafers for Reproducible TFT Arrays

DOI：
10.1038/s41598-019-50294-x
发表时间：
2019-11-04
期刊：
SCIENTIFIC REPORTS
影响因子：
4.6
作者：
Kumagai, Shohei;Yamamura, Akifumi;Takeya, Jun
通讯作者：
Takeya, Jun

High-performance, semiconducting membrane composed of ultrathin, single-crystal organic semiconductors

DOI：
10.1073/pnas.1909932116
发表时间：
2020-01-07
期刊：
PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA
影响因子：
11.1
作者：
Makita, Tatsuyuki;Kumagai, Shohei;Takeya, Jun
通讯作者：
Takeya, Jun

Damage-free Metal Electrode Transfer to Monolayer Organic Single Crystalline Thin Films