有機分子・金属極低温共蒸着膜のin-situ電気伝導度測定

有机分子和金属低温共沉积薄膜的原位电导率测量

• 批准号: 18760026
• 负责人: 吉川 元起
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 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/grant/KAKENHI-PROJECT-18760026/
• 关键词: 表面・界面物性; 走査プローブ顕微鏡; 低速電子顕微鏡; 低温物性; 有機無機複合膜; 有機無機複合薄膜

C_<60>やペンタセンをはじめとする有機薄膜やSiやAgをはじめとする無機薄膜の構造及び電気伝導度、さらにそれらの共蒸着混合薄膜における有機-金属界面での新奇物性発現およびその解明を目的として研究を行った。まず、有機電界効果トランジスタ(OFET)のチャネル材料として最も応用が期待されているペンタセン分子が、OFET特性向上に欠かせない自己組織化膜(SAM)表面上において自発的に凝集することを見出し、このペンタセン分子の自発的凝集は基板とペンタセン薄膜との表面エネルギのバランスによって引き起こされるというメカニズムを、低速電子顕微鏡(LEEM)を用いて明らかにした。さらにin situ原子間力顕微鏡(AFM)とFET測定システムを構築し、この現象がFETの性能を著しい影響を与えることを明らかにした。この自発的凝集は、OFETを実用化するに当たって最大の問題となっている不安定性・低再現性の主要な原因の一つであると考えられ、基礎応用両面から重要な結果である。また昨年度までに開発した温度可変マイクロ4端子プローブ伝導度測定システムを用いて、特にSilico-on-Insulator(SOI)の表面準位による電気伝導のメカニズムの解明を試みた。SOIは全てのキャリアがSiO_2との界面準位にトラップされるにもかかわらず、電気伝導特性を示すことが知られている。このSOIの電気伝導度の温度依存性を4端子プローブを用いて測定し、表面準位が金属的伝導特性を示す可能性を見出した。さらにin situ有機無機複合薄膜の原子レベル解析に必要となる高性能プローブ開発のために、AFMの開発者であるGerber教授の研究室(スイス・バーゼル大学)にてピエゾ抵抗読み取り方式の次世代プローブ開発研究を行い、従来のレーザー読み取り方式を凌ぐ性能を実証することに成功した。

这项研究的目的是阐明有机薄膜的结构和电导率，例如C_ <60>和五苯苯乙烯，以及诸如Si和Ag之类的无机薄膜，以及共同蒸发的混合薄膜中有机金属界面的新型物理特性。首先，我们发现，最有可能用作有机场效应晶体管（OFET）的通道材料（OFET）的通道材料，自发聚集在自组装膜（SAM）的表面上，这对于提高了属性的特性至关重要，这对于改善了通过五脑分子的机械性能彼此之间的机械性，而五齿分子的机械性却是五烯元素的平衡所引起的。慢电子显微镜（LEEM）。此外，构建了原位原子力显微镜（AFM）和FET测量系统，表明该现象对FET的性能有重大影响。这种自发的聚集被认为是不稳定性和低可重复性的主要原因之一，这是OFET的实际使用中最大的问题，并且是两种基本应用的重要结果。此外，我们尝试使用可变的温度微型四端探针电导率测量系统，尤其是通过硅启动器（SOI）的表面水平（SOI）的表面水平来阐明电气传导的机理。众所周知，尽管所有载体都被困在带有SIO_2的界面状态下，SOI具有电导率。使用四端探针测量该SOI的电导率的温度依赖性，发现表面状态可以表现出金属电导率。 Furthermore, in order to develop high-performance probes required for atomic level analysis of in situ organic-inorganic composite thin films, we conducted research on next-generation probe development for piezoresistive reading methods in the laboratory of Professor Gerber, a developer of AFM (University of Basel, Switzerland), and successfully demonstrated performance that surpasses conventional laser reading methods.

项目成果

Discrimination of alkane molecules with different chain length using a piezoresistive cantilever-array sensor

使用压阻悬臂阵列传感器区分不同链长的烷烃分子

• 发表时间: 2007
• 作者: 高橋麗;高橋和生;中谷達行;浦山卓也;Genki Yoshikawa;テラヘルツテクノロジーフォーラム編 分担:永井正也;Genki Yoshikawa;Genki Yoshikawa;Genki Yoshikawa;Genki Yoshikawa
• 通讯作者: Genki Yoshikawa

In-situ measurement of molecular orientation of the pentacene ultrathin films grown on SiO2 substrates

SiO2 基底上生长的并五苯超薄膜分子取向的原位测量

• 发表时间: 2006
• 期刊: Surface Science 600
• 作者: M.Sogo;Y.Sakamoto;M.Aoki;S.Masuda;G.Yoshikawa
• 通讯作者: G.Yoshikawa

Spontaneous aggregation of pentacene molecules and its influence on field effect mobility

• DOI: 10.1063/1.2749721
• 发表时间: 2007-06
• 期刊: Applied Physics Letters
• 影响因子: 4
• 作者: Genki Yoshikawa;J. Sadowski;A. Al‐Mahboob;Y. Fujikawa;T. Sakurai;Y. Tsuruma;S. Ikeda;K. Saiki

Evaluation of sensitivity and selectivity of piezoresistive cantilever-array sensors

压阻悬臂阵列传感器的灵敏度和选择性评估

• 发表时间: 2008
• 作者: 高橋麗;高橋和生;中谷達行;浦山卓也;Genki Yoshikawa;テラヘルツテクノロジーフォーラム編 分担:永井正也;Genki Yoshikawa
• 通讯作者: Genki Yoshikawa

Spontaneous aggregation of pentacene molecules on SAM-treated SiO_2 and its influence on FET characteristics

SAM处理的SiO_2上并五苯分子的自发聚集及其对FET特性的影响

• 发表时间: 2007
• 作者: 高橋麗;高橋和生;中谷達行;浦山卓也;Genki Yoshikawa;テラヘルツテクノロジーフォーラム編 分担:永井正也;Genki Yoshikawa;Genki Yoshikawa;Genki Yoshikawa;Genki Yoshikawa;Genki Yoshikawa
• 通讯作者: Genki Yoshikawa