強誘電体絶縁層を有する有機電界効果トランジスタの開発と強誘電体メモリーへの応用

铁电绝缘层有机场效应晶体管的研制及其在铁电存储器中的应用

基本信息

批准号：
07J11584
负责人：
酒井平祐
金额：
$ 1.73万
依托单位：
Japan Advanced Institute of Science and Technology
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

项目摘要

本年度は、有機トランジスタの絶縁膜において分極に関する知見を発展させ本研究の目的である有機電界効果トランジスタの型メモリーへの応用を展開した。昨年度に発表した論文(Appl.Phys.Lett.94.073304(2008).)では、活性層が絶縁層からのイオンによりドーピングされるためトランジスタやメモリーとしての性能が悪くなるという問題があった。本年度は、ドーピングが生じないような絶縁層材料を選択することで、この問題を解決し、デバイス特性の悪化を防ぐことに成功した。さらに、この系において、絶縁層の分極により増加したドレイン電流はメモリー性を有し、本研究で作製した素子がメモリーとして駆動させることができることを明らかにした。この成果については、国内の応用物理学会で報告し、現在論文として国際論文誌に投稿直前である。また、この研究の過程で、絶縁層の分極のみによりトランジスタの電流特性を変調させることに成功し、さらに変調された電流は初期値の10^6倍程度まで増えたところで増加しなくなり飽和するという現象を見出した。この結果については、再現実験も終了しているので、現在論文として国際論文誌に投稿準備中である。これらの研究の過程で蓄積した絶縁層(誘電体)の知識を応用し、新規材料を用いた誘電体が光応答性を持ち、誘電率を変化させることを見出した。この結果は国際学会誌(Appl.Phys.Lett.95.252901(2009).)や学会、特許として成果を発表した。また、今年度は特別研究員の最終年度であるため、研究結果を精力的に学会や論文として発表した。具体的な論文数として主著、共著を含めて6報、国内外の学会において計13件となった。2009年4月にアメリカのカリフォルニアで開催された学会(2009 MRS Spring Meeting)では、本研究の発表に対しても盛んな議論を交わすことができ、有益なコメントを多数得ることができた。

今年，我们开发了有关有机晶体管绝缘膜极化的知识，并将其应用于有机场效应晶体管的类型存储器，这就是本研究的目的。去年发表的一篇论文（Appl. Phys. Lett. 94.073304 (2008).）中，存在一个问题，即有源层掺杂了来自绝缘层的离子，导致晶体管或存储器的性能较差。今年，我们成功解决了这个问题，并通过选择不会引起掺杂的绝缘层材料来防止器件特性恶化。此外，在该系统中，由于绝缘层的极化而增加的漏极电流具有存储特性，并且表明本研究中制造的器件可以作为存储器进行驱动。该成果已在国内应用物理学会会议上报道，目前即将以论文形式提交至国际期刊。此外，在这项研究过程中，他们成功地仅通过极化绝缘层来调制晶体管的电流特性，而且当调制电流增加到初始值的10^6倍左右时，调制电流停止增加并饱和。发现了一个现象。由于我们已经完成了该结果的再现实验，目前正准备将其作为论文提交给国际期刊。应用我们在这些研究过程中积累的绝缘层（电介质）知识，我们发现由新材料制成的电介质具有光响应性并改变其介电常数。该成果发表在国际学术期刊（Appl.Phys.Lett.95.252901(2009).）、学术会议上，并作为专利发表。此外，由于这是他奖学金的最后一年，他在学术会议和论文中积极展示了他的研究成果。具体论文数量为6篇，包括主要作者和共同作者，国内外学术会议论文总数13篇。 2009年4月在美国加利福尼亚州召开的学术会议（2009 MRS Spring Meeting）上，我们就这项研究的展示进行了热烈的讨论，并收到了许多有益的意见。