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Organic semiconductor device design considering electrothermal properties toward high current switching

考虑大电流开关电热特性的有机半导体器件设计

基本信息

批准号：
22K18795
负责人：
野田啓
金额：
$ 4.16万
依托单位：
Keio University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-06-30 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K18795/
关键词：
有機半導体電熱特性薄膜デバイス

项目摘要

まず、ペンタセンや銅フタロシアニンなどの低分子系の有機半導体薄膜から成るクロスバー構造のダイオードを真空蒸着法によって作製し、その電流電圧特性の評価を行った。ここでは真空下における、電流駆動かつ４端子測定での評価を実施した。その結果、ペンタセン及び銅フタロシアニンのいずれにおいても電流値の増大に伴って、負性微分抵抗（NDR）現象を観測するに至った。また、NDRが発生する電流値付近においてデバイス内部からの発熱が顕著になることをサーモカメラによって確認した。これより、今回観測されたNDR現象は有機半導体薄膜の自己加熱によって生じているものであると推測される。また、ホッピング伝導を基にした理論モデルに基づき、観測された電流電圧特性へのフィッティングを行うことで、NDR現象を特徴付ける熱抵抗や活性化エネルギーなどのパラメータの決定、並びにデバイスの動作温度の推測が可能となることが示唆された。一方、高分子系半導体を対象にして、NDR現象の観測に向けた取り組みも並行して進めた。具体的には、高分子スタンプ法を採用した高分子半導体薄膜の微細パターニングや高分子多層膜の形成、およびそれらの技術を応用した有機ホモ接合薄膜トランジスタ作製を実証した。また、絶縁性ポリマーと分子ドープされたチオフェン系高分子半導体の二層膜試料を対象とし、3ω法による薄膜固有の熱伝導率と界面熱抵抗の分離評価を遂行した。その結果から、分子ドープされた高分子半導体の構造と熱輸送特性の相関を追跡するための新しいアプローチと、その有効性を提示するに至った。以上のように、有機半導体薄膜における電流電圧特性と動作温度の相関（電熱特性）や熱輸送特性の理解と制御に向けて、有益な成果を得ることができた。

The mechanical and electrical properties of low molecular weight low molecular weight semi-bulk thin films have been tested by vacuum steaming method, vacuum evaporation method and electric current electricity characteristic test. The equipment is operated in a vacuum, and the current and current motions are measured at 4 terminals. The results of the tests, the results of the tests, the results, the results, the results and the results. The telephone and NDR equipment are required to make sure that the current is close to the price of each other. This time, this time, the NDR is like a machine-owned semi-solid film. You can use your own equipment to make sure that you have to make sure that you want to do something about it. The basic theory and characteristics of electricity and electricity are discussed. The characteristics of electricity and electricity are analyzed. The characteristics of electricity, electricity, On the one hand, the polymer semispherical system is used in the system, and the NDR system is used to obtain the data in the same time. The specific and high molecular weight methods are used for the formation of polymer multilayer films, for the formation of polymer films, and for the formation of polymer films. The molecular structure, the molecular structure, the molecular weight, the temperature, the temperature, the The results show that the properties of polymer semispheres are related to each other, and that there are significant differences in the properties of polymer semiconductors. The above equipment and mechanical semi-solid thin films are used to evaluate the characteristics of current and electricity, and the characteristics of temperature phase (electrical characteristics) transmission understand how to control the impact, which is beneficial to the improvement of the results.