電子デバイスへ向けたナノ空間物質の研究

电子器件用纳米空间材料研究

基本信息

批准号：
10F00055
负责人：
谷垣勝己
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2011
项目状态：
已结题

项目摘要

有機半導体は軽量で大面積なフレキシブル電子デバイスの材料として期待されている。特に、分子の発光効率の高さから、発光素子への応用が盛んに研究されている。我々は、なかでも有機半導体を用いた電流励起レーザーを目指した研究を行っている。有機半導体を用いた発光素子のためには半導体内における電子および正孔の蓄積により、p-n接合を作り2個の電極からそれぞれ電子と正孔が注入され、有機半導体内を伝導して再結合する必要がある。我々は、有機半導体内に電子および正孔を蓄積する方法として、キャパシタの原理を用いた電界効果トランジスタ構造を採用した。有機電界効果トランジスタはゲート電圧の符号により、電子も成功も蓄積できることが知られているためである。しかし、有機電界効果トランジスタへの電子および正孔の両方の注入と、それらの伝導はそれぞれ電極界面の接触抵抗と伝導層のキャリアトラップのために難しい。そこで、本研究では有機半導体を真空蒸着法により薄膜化し、ゲート絶縁層と有機半導体層の間に有機分子(アルカン)からなる界面就職層を導入することによりこれらの問題の解決を試みた。その結果、正孔の伝導を損なうことなく有機電界効果トランジスタで特に問題となる電子のトラップを大幅に低減することに成功した。また、通常は電子を注入するための電極に空気中で不安定なカルシウム等の金属を用いるが、空気中でも安定な金を用いても同等の電子注入が得られることを明らかにした。これらの成果は、空気中で安定な発光素子を実現するための大きなマイルストーンである。

有机半导体有望用作轻质、大面积、柔性电子器件的材料。特别是，由于该分子的高发光效率，其在发光器件中的应用正在积极研究。特别是，我们正在开展针对使用有机半导体的电流泵浦激光器的研究。对于使用有机半导体的发光器件，通过电子和空穴在半导体内的积累而形成p-n结，并且电子和空穴分别从两个电极注入，并在有机半导体内传导并复合。有需要。我们采用基于电容器原理的场效应晶体管结构作为在有机半导体中积累电子和空穴的方法。这是因为众所周知，有机场效应晶体管可以积累电子，并且成功取决于栅极电压的符号。然而，由于电极界面处的接触电阻和导电层中的载流子俘获，电子和空穴分别注入有机场效应晶体管及其导电是困难的。因此，在本研究中，我们试图通过真空蒸发减薄有机半导体并在栅极绝缘层和有机半导体层之间引入由有机分子（烷烃）制成的界面层来解决这些问题。结果，他们成功地显着减少了电子俘获，这是有机场效应晶体管中的一个特殊问题，同时又不损害空穴传导。此外，虽然通常使用在空气中不稳定的钙等金属作为电子注入电极，但发现通过使用在空气中稳定的金可以获得等效的电子注入。这些结果是实现空气中稳定的发光器件的一个重要里程碑。