学習する分子ワイヤーネットワーク

学习分子线网络

基本信息

批准号：
19655066
负责人：
松下未知雄
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Nagoya University (2008)The University of Tokyo (2007)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

有機薄膜FET素子において、室温で電荷の注入が起こるゲート電圧を印加し、そのまま温度を低下させると、低温(その物質によって異なる)において、その電圧を閾値とするFET特性が観察される現象を見出した。例えば、室温で立ち上がりのゲート電圧がOVのp型半導体特性を示す有機薄膜FET素子に、ゲート電圧-10Vを印加した状態で温度を低下させ(例えば100K)、その後FET特性を計測すると、立ち上がりのゲート電圧が-10Vの素子として動作する。キャリヤーが注入される領域であれば、任意の電圧に立ち上がり電圧を設定することが可能であり、p型n型を問わず、両極性を示す場合には、正負任意の電圧に設定することが出来る。この現象が、有機薄膜内に注入された電荷がトラップされ、電気伝導に寄与しなくなるだけでなく、あたかも不純物イオンと同様に作用するためであることを明らかにした。このことは、有機薄膜FET素子の性能を低下させるバイアスストレス効果の原因を明らかにしたと同時に、その克服法を示すばかりでなく、FET素子の重要な特性であるしきい電圧を任意に設定できる手法を開発したことを意味している。さらに、電気的にpドープまたはnドープを行い、その状態を保持できるため、メモリー素子としても利用可能であるが、そればかりでなく、両極性半導体物質を用いてnドープ領域とpドープ領域を接したPN接合を形成し、ダイオード特性を発現させられる事も確認した。これを利用すれば、1種類のデバイス構造だけで、デバイス形成後に様々な機能を発現させる事が可能になる。まさに、後天的に回路特性を変化させることの出来る、「学習する分子回路」に繋がる重要な成果といえる。

我们发现了一种现象，即在有机薄膜 FET 器件中，当在室温下施加引起电荷注入的栅极电压并降低温度时，会在低温下观察到以该电压为阈值的 FET 特性（取决于关于材料）。例如，当有机薄膜FET器件在室温下栅极电压为0V时表现出p型半导体特性时，当施加-10V栅极电压并降低温度（例如100K）时，FET特性然后进行测量，发现作为栅极电压为-10V的器件工作。只要是载流子注入的区域，上升电压可以设定为任意电压，如果表现出双极性，无论是p型还是n型，都可以设定为任意正值或负电压我可以做到。据透露，出现这种现象的原因是注入有机薄膜的电荷不仅被捕获而不再有助于导电，而且还像杂质离子一样起作用。这不仅阐明了导致有机薄膜 FET 器件性能下降的偏置应力效应的原因，还展示了如何克服它，并且还允许设置 FET 器件的重要特性阈值电压这意味着已经开发出了一种方法。此外，由于可以电性地执行p掺杂或n掺杂并维持状态，因此其不仅可以用作存储元件，而且可以用作使用双极性半导体材料的n掺杂区域和p掺杂区域。还确认了可以形成使两者接触的PN结并表现出二极管特性。通过利用这一点，可以仅用一种类型的器件结构来表现器件形成后的各种功能。这确实是一个重要的结果，将导致“学习分子电路”，它可以后天改变电路特性。