ナノギャップ平坦電極の作製と有機薄膜の電気伝導特性評価

纳米间隙平面电极的制备及有机薄膜导电性能的评价

基本信息

批准号：
18041009
负责人：
桑原裕司
金额：
$ 3.39万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は、有機薄膜の局所領域における電気伝導特性評価について、1. 独立駆動2探針SIMを用いた、導電性有機薄膜の電導度異方性の評価2. ナノギャップ平坦電極と導電性有機単結晶薄膜を組み合わせた高移動度有機FETの作製を行った。1. については、試料にペンタセン単結晶を用いた。まず、市販されているペンタセン粉末を昇華精製することにより、純度のよいペンタセン単結晶をSiO_2基板上に作製した。独立駆動2探針STMは、作製した微結晶の中で特に結晶性のよい領域、すなわち意図した局所領域での電気伝導特性の評価が可能なため、精度および再現性のよい実験データを取得することに成功した。これまでの電導度異方性の研究では結晶サイズがsub mmの領域での結果しか報告されていなかったが、今回数μm領域での電気伝導度の異方性評価に成功した。電気伝導度を測定角度(約10度刻み)に対してマッピングすることにより、方位によって電気伝導度及び移動度が約2倍程度違うことを始めて局所領域で明らかにした。この成果は、微細化する有機薄膜デバイスの評価法としてだけでなく、ナノサイズ化による性能劣化(短チャンネル効果)に起因するさまざまな要因を検討する上で大きな指針となる。2. については、共同研究により作製した膜厚約1 umのルブレン単結晶薄膜をナノギャップ平坦電極に組み込むことにより、高移動度・高信頼性の有機FETを試作した。これまで報告されていた有機FETでは、金属/有機薄膜界面の接触抵抗が大きいため、電極間隔を短く(微細化)することによりFET性能が劣化することが知られていたが、今回、有機薄膜と金属電極をストレスなく円滑に接合できるナノギャップ平坦電極を用いることにより、界面抵抗を極端に減少することに成功し、有機ナノデバイスとしては世界最高の移動度を実現することに成功した。

今年，我们将重点评估有机薄膜局部区域的电导率性能。1．利用独立驱动的双探针SIM评估导电有机薄膜的电导率各向异性。2．我们制备了高迁移率有机FET。结合结晶薄膜。对于1.，使用并五苯单晶作为样品。首先，通过升华纯化市售并五苯粉末，在SiO_2衬底上制备了纯度良好的并五苯单晶。独立驱动的双探针 STM 能够评估所制造的微晶的特别良好的结晶区域（即预期的局部区域）的导电性能，从而获得高精度和可重复性的实验数据，非常成功。之前关于电导率各向异性的研究仅报道了亚毫米晶体尺寸范围内的结果，但这次我们成功地评估了几微米范围内的电导率各向异性。通过将电导率与测量角度（大约 10 度增量）进行映射，首次在局部区域发现电导率和迁移率根据方向的不同而相差约两倍。该结果不仅可以作为日益小型化的有机薄膜器件的评估方法，而且也可以作为研究由于纳米尺寸器件导致性能劣化（短沟道效应）的各种因素的重要指导。关于2.，我们通过将共同研究制作的厚度约为1微米的红荧烯单晶薄膜纳入纳米间隙平面电极中，制作了具有高迁移率和高可靠性的原型有机FET。在迄今为止报道的有机FET中，已知金属/有机薄膜界面处的接触电阻很大，因此减小电极间距（小型化）会降低FET的性能。通过在无应力的情况下顺利地粘合金属电极和金属电极，我们成功地大幅降低了界面电阻，并实现了有机纳米器件世界上最高的迁移率。

项目成果

期刊论文数量（9）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

ルブレシ単結晶短チャネルFETの高性能化

提高Lebressi单晶短沟道FET的性能

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
影响因子：
0
作者：
川西隆史;藤原孝彰;赤井恵;齋藤彰;青野正和;竹谷純一;桑原裕司
通讯作者：
桑原裕司

Polymerization Direction Controlled Growth of Polydiacetylene on Artificial Silicon Oxide Templates

聚二乙炔在人造二氧化硅模板上的聚合方向控制生长

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
Surface and Interface Analysis (in press)
影响因子：
0
作者：
Megumi;Akai-Kasaya・Kayo;Yura・Yuichi;Higuch・Akihito;Yoshida・Akira;Saito・Masakazu;Aono・Yuji;Kuwahara
通讯作者：
Kuwahara

ペンタセンナノロッドの電気的物性評価

并五苯纳米棒电性能评价