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東大など、有機半導体トランジスタの高速応答特性と微細化度の超系統的解析に成功

発表日:2020年9月24日

有機半導体トランジスタの高速応答特性と微細化度の超系統的解析に成功

-高速有機半導体集積回路の設計指針を確立-

1.発表者:

澤田 大輝(東京大学大学院新領域創成科学研究科物質系専攻 修士課程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 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)

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/連携研究機構マテリアルイノベーション研究センター(MIRC)特任教授/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/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:

◆集積回路中ではトランジスタのON/OFF状態をスイッチすることで論理演算が可能となるため、トランジスタの動的特性を予想することは集積回路設計において重要な課題です。

◆今回、数マイクロメートルレベルで微細加工した有機トランジスタを製造し、デバイス構造と動的特性を系統的に評価した結果、有機トランジスタの高速応答特性をモデル化することに成功しました。

◆これまで未解明であった有機トランジスタの高速応答特性をモデル化したことで、将来、有機集積回路の大規模化・微細化に明確な見通しが立ち、社会実装可能になると期待されます。

3.発表概要:

東京大学大学院新領域創成科学研究科、同連携研究機構マテリアルイノベーション研究センター、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(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、数マイクロメートルレベルで微細加工した有機トランジスタアレイを製造し、デバイス構造と動的特性(周波数依存性)を系統的に調査しました。その結果、有機トランジスタの高速応答特性をモデル化することに成功しました。定式化したモデルに従い適切に設計された有機トランジスタにおいて、同研究グループがこれまでに有していた世界記録を更新し(注2)、世界最速となる45MHzの遮断周波数(注3)を達成しました。

本研究成果は、国際科学雑誌「Nature Communications」2020年9月24日版に掲載されます。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(JP18J21908)」(研究者代表者:竹谷 純一)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/0540758_01.pdf

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