Elucidation of the mechanism of organic film deposition by rapid expansion of supercritical solutions (RESS) using CO2 and its application to general-purpose technology

阐明使用 CO2 快速膨胀超临界溶液 (RESS) 进行有机薄膜沉积的机理及其在通用技术中的应用

基本信息

批准号：
21H01688
负责人：
内田博久
金额：
$ 11.4万
依托单位：
Kanazawa University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

CO2を利用した超臨界溶体急速膨張法（RESS法）による有機製膜に及ぼす操作因子の影響解明を実施した。具体的には，2-Decyl-7-phenyl[1]benzothieno[3,2-b][1]benzothiophene（Ph-BTBT-10）を用いて，1) 基板表面状態［基板の洗浄方法と自己組織化単分子膜（SAM）による基板表面処理］と2) 薄膜のアニール処理（熱処理），の影響を調査し，有機薄膜機構解明に繋がるデータ蓄積を行った。まず，窒素洗浄，SPM（硫酸/過酸化水素水）洗浄及び有機溶媒＋UVオゾン洗浄をSiO2/Si基板に行い，RESS法により薄膜創製を行った。その結果，有機溶媒＋UVオゾン洗浄を行った基板上の薄膜の結晶特性が良好であり，トランジスタ（TFT）性能も高いことがわかった。具体的には，薄膜の結晶粒は合一しており，結晶構造は単分子層構造であり，基板垂直方向および基板水平方向の配向性が高かった。この薄膜のTFTのキャリア移動度は2.7 cm2/V・sであった。次に，ヘキサメチルジシラザン（HMDS）とオクタデシルトリクロロシラン（ODTS）のSAM処理の影響を検討した。その結果，各処理後の基板上の薄膜は粒径1ミクロン以下の結晶粒から構成され，結晶構造と配向性は処理前後で変化しなかった。SAM処理後の基板上の薄膜のTFTのキャリア移動度は大きくなり，特にODTS処理がTFT性能の向上に効果が高く，最大で11.5 cm2/V・sという高性能TFT作製が可能であることが示された。最後に，薄膜のアニール処理の影響を検討した。RESS法によって創製した薄膜に温度393 K，時間10分のアニール処理を行った場合，薄膜の結晶粒界の不明瞭化（結晶粒の合一）と結晶粒の結晶構造が二分子層構造への変化が生じ，キャリア移動度8.2 cm2/V sという高性能TFTの作製に成功した。

我们使用CO2使用超临界解决方案快速扩张方法（RESS方法）研究了操纵因子对有机膜形成的影响。 Specifically, using 2-Decyl-7-phenyl[1]benzothieno[3,2-b][1]benzothiene (Ph-BTBT-10), we investigated the effects of 1) the substrate surface state [substrate cleaning method and substrate surface treatment using self-assembled monolayer (SAM)] and 2) annealing (heat treatment) of thin films, and accumulated data that would lead to the elucidation of the有机薄膜机制。首先，进行氮洗涤，SPM（硫酸/过氧化氢）洗涤，并在SIO2/SI底物上进行有机溶剂和紫外臭氧洗涤，并使用RESS方法制作了薄膜。结果，发现用有机溶剂和紫外臭氧清洁的基板上的薄膜具有良好的结晶度和高晶体管（TFT）性能。具体而言，薄膜的晶粒融合在一起，晶体结构是单层的，并且在底物的垂直和水平方向上方向高。 TFTS在这款薄膜中的载体迁移率为2.7 cm2/v·s。接下来，研究了SAM甲基二硅烷（HMDS）和八甲基三氯硅烷（ODT）的SAM治疗的影响。结果，每种处理后底物上的薄膜由晶粒粒度为1微米或更少，晶体结构和方向在处理前后没有变化。 SAM治疗增加后，TFT在底物上的薄膜上的载体迁移率增加，并且已经表明，ODT治疗在改善TFT性能方面特别有效，使高性能TFTS的高性能达到11.5 cm2/v·S。最后，研究了对薄膜的退火处理的影响。当Ress方法在393 K和10分钟的温度下制作的薄膜进行退火时，薄膜的晶界被遮盖（谷物固结），晶体晶粒的晶体结构变化为双层结构，并以8.2 cm2/v的高效流动能力产生了高效的tft。

项目成果

期刊论文数量（46）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

CO2を用いた超臨界溶体急速膨張法によるグリセオフルビンのアモルファス微粒子創製と晶析場温度の影響

CO2超临界溶液快速膨胀法制备灰黄霉素非晶态颗粒及结晶场温度的影响

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
山﨑友香理;Kang Yuan;金雄傑;野崎京子;矢野成美，坂部淳一，川西琢也，内田博久
通讯作者：
矢野成美，坂部淳一，川西琢也，内田博久

スピンコート法で創製した有機薄膜トランジスタ性能に対するSiO2絶縁層の表面洗浄の影響

SiO2绝缘层表面清洗对旋涂法有机薄膜晶体管性能的影响

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Yu-An Chien ; Chun-Yi Chen ; Masato Sone ; Tso-Fu Mark Chang;多湖輝興，藤墳大裕;Ryo Watanabe;中垣友哉・千田勤・廣森浩祐・北川尚美・佐々木渉太・高橋厚;奥田葵衣，内田博久
通讯作者：
奥田葵衣，内田博久

QSPRに基づく機械学習を利用した超臨界CO2に対する有機化合物の溶解度推算モデル開発

使用基于 QSPR 的机器学习开发估计有机化合物在超临界 CO2 中溶解度的模型