/

東大、シールのようにピタッと貼れる高品質な有機半導体の超薄膜を開発

発表日:2019年12月17日

シールのようにピタッと貼れる高品質な有機半導体の超薄膜を開発

1.発表者:

○牧田 龍幸(東京大学大学院新領域創成科学研究科物質系専攻 博士課程 2年生)

○渡邉 峻一郎

 (東京大学大学院新領域創成科学研究科物質系専攻 特任准教授/

 産業技術総合研究所 産総研・東大 先端オペランド計測技術オープンイノベーションラボラトリ 客員研究員 兼務)

○竹谷 純一

 (東京大学大学院新領域創成科学研究科物質系専攻 教授/マテリアルイノベーション研究センター(MIRC) 特任教授 兼務/

 産業技術総合研究所 産総研・東大 先端オペランド計測技術オープンイノベーションラボラトリ 客員研究員 兼務/

 物質・材料研究機構 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点(WPI-MANA)MANA 主任研究者(クロスアポイントメント))

2.発表のポイント:

◆印刷法によって製膜した厚さわずか10ナノメートルの有機半導体単結晶超薄膜をシールのように貼付する手法の開発に成功しました。

◆従来は印刷法の適用が困難であった撥水性基板上や熱耐久性・溶剤耐性の低い基板上での有機トランジスタ作製が可能であり、実用化の指標となる移動度約10cm2/Vsを示すことが分かりました。

◆有機トランジスタ集積回路作製時の制約を大幅に低減させ、ウエハースケールでの貼付プロセスも可能であることから、大量生産および社会実装への貢献が期待されます。

3.発表概要:

東京大学大学院新領域創成科学研究科、同マテリアルイノベーション研究センター、産総研・東大先端オペランド計測技術オープンイノベーションラボラトリ(注1)、物質・材料研究機構 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点(WPI-MANA)の共同研究グループは、高性能な有機トランジスタに利用可能な有機半導体超薄膜をさまざまな表面にシールのように貼付する手法を開発しました。

有機半導体は印刷法での製膜が可能であることから、低コストでの大量生産が可能な次世代の電子材料として期待されてきました。しかしながら、有機半導体薄膜を印刷法により製膜する際には、塗布下地の層として溶剤耐性や熱耐久性等、多くの性能が要求されていたため、実デバイスの作製にあたり制約が少なからず存在しました。

今回、本研究グループは、印刷法により製膜した有機半導体単結晶膜を、水を用いて結晶性を維持したまま基板から剥離させ、厚さわずか分子数層分程度の厚みを有する超薄膜を作製することに成功しました。この原理を用いることで、これまでの手法では印刷法と適合しなかった基板上に半導体膜を貼り付けることが可能となりました。転写された半導体膜により作製された電界効果トランジスタは、平均の電荷の移動度(注2)として、実用化の指標となる10cm2/Vs以上を示すことを明らかにしました。

今回の手法では、従来では有機半導体塗布プロセスとの適合性の観点から実現が難しかった素子構造を簡便に作製可能となり、将来の産業応用に向けた高性能な有機半導体膜製造プロセスとしての利用が見込まれます。

本研究成果は、米国科学雑誌「Proceedings of theNational Academy of Sciences of the United States of America」2019年12月16日版に掲載されます。本研究は、日本学術振興会(JSPS)科学研究費補助金「単結晶有機半導体中電子伝導の巨大応力歪効果とフレキシブルメカノエレクトロニクス」「有機単結晶半導体を用いたスピントランジスタの実現」(研究者代表者:竹谷 純一)及び、科学技術振興機構(JST)戦略的創造研究推進事業(さきがけ)研究領域「微小エネルギーを利用した革新的な環境発電技術の創出」(研究総括:谷口 研二、副研究総括:秋永 広幸)研究課題「有機半導体の構造制御技術による革新的熱電材料の創製」(研究者:岡本 敏宏 東京大学大学院新領域創成科学研究科物質系専攻 准教授)の一環として行われました。

※以下は添付リリースを参照

リリース本文中の「関連資料」は、こちらのURLからご覧ください。

添付リリース

https://release.nikkei.co.jp/attach_file/0525372_01.pdf

すべての記事が読み放題
有料会員が初回1カ月無料

産業で絞り込む
  • すべて
  • 情報・通信
  • メディア
  • 電機
  • 金融・保険
  • 自動車
  • 輸送・レジャー
  • 食品
  • 流通・外食
  • 日用品
  • 医薬・医療
  • 建設・不動産
  • 機械
  • 素材・エネルギー
  • 商社・サービス
  • すべて
  • 情報・通信
  • メディア
  • 電機
  • 金融・保険
  • 自動車
  • 輸送・レジャー
  • 食品
  • 流通・外食
  • 日用品
  • 医薬・医療
  • 建設・不動産
  • 機械
  • 素材・エネルギー
  • 商社・サービス

セレクション

新着

注目

ビジネス

ライフスタイル

新着

注目

ビジネス

ライフスタイル

新着

注目

ビジネス

ライフスタイル

フォローする
有料会員の方のみご利用になれます。気になる連載・コラム・キーワードをフォローすると、「Myニュース」でまとめよみができます。
新規会員登録ログイン
記事を保存する
有料会員の方のみご利用になれます。保存した記事はスマホやタブレットでもご覧いただけます。
新規会員登録ログイン
Think! の投稿を読む
記事と併せて、エキスパート(専門家)のひとこと解説や分析を読むことができます。会員の方のみご利用になれます。
新規会員登録 (無料)ログイン
図表を保存する
有料会員の方のみご利用になれます。保存した図表はスマホやタブレットでもご覧いただけます。
新規会員登録ログイン