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

• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18041009/
• 关键词: ナノコンタクト; 分子の電気伝導; ナノギャップ平坦電極; 独立駆動2探針STM

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。

在今年，我们对有机薄膜的局部区域进行了电导率特性的评估：1。使用独立驱动的两种探针SIMS评估导电有机薄膜的电导率各向异性。 2。我们制造了一种高弹性有机FET，该FET结合了纳米间隙平坦电极和一个导电有机单晶薄膜。 1。因此，将五苯单晶晶体用作样品。首先，将市售的五苯粉末升华并纯化，以在SIO_2底物上制备具有较高纯度的戊季烯单晶。独立驱动的两种探针STM可以评估具有特别好的结晶度（即预定的局部区域）的区域的电导率特性，并在预期的微晶体中，并成功地以高准确性和可重复性获得了实验数据。先前关于电导率各向异性的研究仅报告了晶体大小为亚MM的区域的结果，但是这次我们成功地评估了几μm区域中电导率的各向异性。通过将电导率映射到测量角（大约10度增量），我们在当地首先揭示了电导率和迁移率根据方向而不同约两倍。该结果不仅是评估微粉化有机薄膜设备的方法，而且还提供了一个很好的指南，用于检查由于纳米化引起的性能降解（短通道效应）导致的各种因素。 2。关于这一点，我们通过将含量约为1 um的rubrene单晶薄膜融合到纳米类平坦的电极中，创造了高度迁移率和高度可靠的有机FET。到目前为止，在迄今已报告的有机FET中，金属/有机薄膜界面之间的接触电阻很高，因此众所周知，缩短（细）电极间距会恶化FET性能。但是，通过使用可以平滑粘合有机薄膜和金属电极而不会应力的纳米间隙扁平电极，我们成功地极大地降低了界面电阻，从而实现了有机纳米德维克斯世界上世界上最高的迁移率。

项目成果

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

• 发表时间: 2008
• 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

• 发表时间: 2008
• 期刊: Surface and Interface Analysis (in press)
• 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

• 发表时间: 2007
• 作者: 梨木将登;川西隆史;赤井 恵;齋藤 彰;青野正和;桑原裕司
• 通讯作者: 桑原裕司

Fabrication of polythiophene-monolayer FET with flat nanoelectrode

具有扁平纳米电极的聚噻吩单层 FET 的制备

• 发表时间: 2007
• 作者: M.;Nashiki・M.;Akai;Kasaya・A.;Saito・M.;Aono・S.;Nagano・Y.;Kuwahara
• 通讯作者: Kuwahara

ルブレン単結晶を用いたナノサイズFET

使用红荧烯单晶的纳米级 FET

• 发表时间: 2007
• 作者: 川西隆史;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