表面科学的手法を用いた有機薄膜トランジスタの安定性の研究

利用表面科学方法研究有机薄膜晶体管的稳定性

• 批准号: 07J04083
• 负责人: 霍間 勇輝
• 金额: $ 1.73万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J04083/
• 关键词: ペンタセン; 光電子顕微鏡; 有機トランジスタ; 電極; 表面形態; 薄膜成長; ペンクセン; 有機溥膜トランジスタ; 薄膜形態; AFM; FET

本年度は研究実施計画に示したように,面内ヘテロ接合上での有機薄膜成長という新たな概念を導入し,そこでどのような現象が発現し,いかなるメカニズムが働くのかをペンタセン-ボトムコンタクト(BC)型トランジスタ構造を例にとり解明した.単一基板上での有機薄膜の成長機構は,これまでに多くの報告がなされている.しかしながら,有機薄膜トランジスタ(OTFT)のBC構造に代表される,絶縁膜と電極の異種表面が同一平面内で接するような面内ヘテロ接合上では,有機分子が2種表面からの影響を受けるために,通常の単一基板上における成長機構とは異なることが予想される.実際にBC構造のOTFTでは,絶縁膜-電極界面付近での有機薄膜の乱れと,それに起因するトランジスタ特性の低下が周知の事実となっていたが,その理由は明らかとなっていなかった.本研究では,光電子顕微鏡(PEEM)を用い,Au電極-絶縁膜界面でのペンタセン超薄膜の成長を連続的に観察した.結果,絶縁膜-電極界面付近に生じる有機薄膜の乱れは,下地との関係により変化する有機分子の配向に起因する,表面エネルギーの差によって引き起こされることと解明された.また,電極の自己組織化単分子膜による修飾を行うことで,有機薄膜の配向が両基板上で一致し,電極との良好な接合が得られることを示した.実用化が見えてきた有機薄膜トランジスタ研究において,ベンチマーク物質であるペンタセン超薄膜を対象として,その構造安定性(前年度研究)と成長様式に関する議論(面内ヘテロ接合系)を通じて,有機薄膜特有の諸問題を提起し,そのメカニズムを解明することで,低分子系有機薄膜成長に関する一般概念を確立し,有機半導体分野における研究に大きな貢献をした.また,本研究より得られた基礎的事項は応用に当たっても還元できるといえる.

如研究实施计划所示，今年，我们引入了一个新的有机薄膜生长的概念，该概念是在平面异质界面上的，我们已经阐明了发生了什么现象以及使用五烯烯 - 底接触（BC）晶体管结构来起作用的现象。迄今为止，已经有许多有关有机薄膜在单个底物上的生长机制的报告。然而，有机薄膜晶体管（OTFTS）的BC结构示例了绝缘膜和电极，例如有机薄膜晶体管（OTFTS）的BC结构。在平面异质界面的情况下，膜的异质表面在同一平面之间相互接触，有机分子受两个表面的影响，因此预计它们与正常单个底物的生长机制有所不同。在BC结构的OTFT中，有机薄膜在绝​​缘膜 - 电极界面附近的混乱以及由此引起的晶体管特征的恶化已经众所周知，但其原因尚不清楚。在这项研究中，光电子显微镜（PEEM）用于使用AU。连续观察到在电极构造膜界面上超薄五苯膜的生长。结果，揭示了在绝缘膜电极界面附近发生的有机薄膜的干扰是由于有机分子的方向而引起的，这些膜由于与基础基板的关系而变化而导致的表面能量差异。此外，通过用自组装的单层修饰电极，有机薄膜的方向与两个底物一致，并可以实现与电极的良好键合。有机薄膜已经很明显，已经进行了实际应用。在Lanjister研究中，我们通过讨论结构稳定性（上一年的研究）和增长风格（平面内异构结构系统）以及阐明这些问题的机制，提出了有机薄膜特有的各种问题，我们建立了有关小分子有机薄膜的成长的一般概念。此外，即使应用于应用，也可以减少从这项研究中获得的基本问题。

项目成果

固定化イオン液体によるC_<60>FETの特性変化

固定化离子液体导致的C_<60>FET特性变化

• 发表时间: 2008
• 作者: G Yoshikawa;Y.Tsuruma;et. al.;霍間勇輝;霍間勇輝;Yuki Tsuruma;霍間勇輝;霍間勇輝
• 通讯作者: 霍間勇輝

Intstability of pentacene films and its infuence on field effect mobility ushlg AFM-FET measurement

并五苯薄膜的不稳定性及其对场效应迁移率 ushlg AFM-FET 测量的影响

• 发表时间: 2007
• 作者: G Yoshikawa;Y.Tsuruma;et. al.;霍間勇輝;霍間勇輝;Yuki Tsuruma;霍間勇輝;霍間勇輝;霍間勇輝;Yuki Tsuruma;Yuki Tsuruma
• 通讯作者: Yuki Tsuruma

ペンタセン薄膜の形態とトランジスタ特性

并五苯薄膜的形貌和晶体管特性

• 发表时间: 2007
• 作者: G Yoshikawa;Y.Tsuruma;et. al.;霍間勇輝;霍間勇輝;Yuki Tsuruma;霍間勇輝;霍間勇輝;霍間勇輝;Yuki Tsuruma;Yuki Tsuruma;霍間 勇輝;霍間 勇輝
• 通讯作者: 霍間 勇輝

Coalescence between pentacene molecule and Au electrodes observed by real-time PEEM measurement during growth process

通过实时 PEEM 测量观察生长过程中并五苯分子与 Au 电极之间的聚结

• 发表时间: 2008
• 作者: G Yoshikawa;Y.Tsuruma;et. al.;霍間勇輝;霍間勇輝;Yuki Tsuruma
• 通讯作者: Yuki Tsuruma

ペンタセン薄膜の形態安定性とトランジスタ特性

并五苯薄膜的形态稳定性和晶体管性能

• 发表时间: 2007
• 作者: G Yoshikawa;Y.Tsuruma;et. al.;霍間勇輝;霍間勇輝;Yuki Tsuruma;霍間勇輝;霍間勇輝;霍間勇輝;Yuki Tsuruma;Yuki Tsuruma;霍間 勇輝
• 通讯作者: 霍間 勇輝