有機電荷移動錯体に基づく有機トランジスタおよび新規有機電荷移動錯体の開発と物性

基于有机电荷转移配合物的有机晶体管的开发和物理性质以及新型有机电荷转移配合物

基本信息

批准号：
13J02780
负责人：
角屋智史
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013-04-01 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J02780/
关键词：
有機トランジスタ有機伝導体印刷法接触抵抗化学ドーピング

项目摘要

有機トランジスタの接触抵抗を低下させる方法として開発した化学ドープを用いたセルフコンタクト有機トランジスタの研究を前年度に引き続き継続して行った。活性層にヘキサメチレンテトラチアフルバレン、ジメチルジシアノキノジイミンを用いて、テトラシアノキノジメタン、ヨウ化銅をインクジェット法で印刷し、p型、n型半導体にもこの方法が適用可能となった。良好なトランジスタ動作を確認し、真空蒸着法で金属電極を作製した素子と接触抵抗を比較した。印刷法で作製した有機電極においても、金属電極と同等の低い接触抵抗を示した。またこれまでの研究と合わせて、電極・活性層間のエネルギーレベルについて詳しく考察した。アニオンラジカル塩、カチオンラジカル塩およびドナー・アクセプター型の全ての電荷移動錯体で、エネルギーバンドに部分的に電荷が満たされることまで考慮すると、活性層の有機半導体のエネルギーレベルに極めて近い位置に電極のフェルミレベルを構築できることを指摘している。真空蒸着法を用いたデバイスについては、全て有機物から形成されるセルフコンタクト有機トランジスタを開発できた。またカーボン電極を用いて有機トランジスタのアクセス抵抗に着目して研究を行った。溶解性を向上するために側鎖にアルキル鎖を導入した有機半導体における接触抵抗の活性層の膜厚依存性を検証し、ボトムコンタクト型カーボン電極がアクセス抵抗の低下に有効であることを実証した。

继去年之后，我们继续研究使用化学掺杂剂的自接触有机晶体管，这是我们开发的一种降低有机晶体管接触电阻的方法。使用六亚甲基四硫富瓦烯和二甲基二氰基醌二亚胺作为活性层，使用喷墨方法印刷四氰基醌二甲烷和碘化铜，使得该方法可以应用于p型和n型半导体。确认了良好的晶体管操作，并将接触电阻与使用真空蒸发制造的金属电极的器件进行了比较。通过印刷方法生产的有机电极还表现出与金属电极相当的低接触电阻。此外，结合之前的研究，我们详细考虑了电极和活性层之间的能级。考虑到所有阴离子自由基盐、阳离子自由基盐和供体-受体型电荷转移络合物的能带部分被电荷填充，电极位于极其接近有源层中有机半导体能级的位置他指出建立费米能级是可能的。对于使用真空蒸发的器件，我们能够开发出完全由有机材料制成的自接触有机晶体管。我们还针对使用碳电极的有机晶体管的接入电阻进行了研究。我们验证了接触电阻对有机半导体中活性层厚度的依赖性，其中烷基链引入侧链以提高溶解度，并证明底部接触碳电极可有效降低接触电阻。