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東大、ポリマー半導体トランジスタで最高のスイッチング特性を実現

発表日:2021年10月12日

ポリマー半導体トランジスタで最高のスイッチング特性を実現

- 界面トラップを不動態化する分子機構を確認し高性能化に指針 -

1.発表者:

北原 暁(東京大学 大学院工学系研究科 物理工学専攻 博士課程学生(研究当時))

井川 光弘(東京大学 大学院工学系研究科 物理工学専攻 特任研究員)

松岡 悟志(東京大学 大学院工学系研究科 物理工学専攻 助教)

荒井 俊人(東京大学 大学院工学系研究科 物理工学専攻 講師)

長谷川 達生(東京大学 大学院工学系研究科 物理工学専攻 教授)

2.発表のポイント:

◆高撥液なフッ素樹脂層上に高均質に塗布製膜し内因的/外因的トラップの密度を極小化

◆高急峻なスイッチング特性・高いバイアス耐性・低電圧安定駆動を同時に実現

◆実用的な逆コプラナー型素子構造により高精細配線と統合した印刷製造技術を確立

3.発表概要:

東京大学大学院工学系研究科物理工学専攻の北原 暁 大学院生(研究当時)、井川 光弘 特任研究員、松岡 悟志 助教、荒井 俊人 講師、長谷川 達生 教授らの研究グループは、ポリマー半導体(注1)による薄膜トランジスタ(TFT)(注2)のスイッチングの鋭さと安定性を決定づける要因を解明し、これをもとに従来にない高急峻なスイッチング動作・高いバイアス耐性・低電圧駆動を同時に示す、実用的な塗布型TFTの構築に成功しました。

ポリマー半導体は、優れた加工性や堅牢性により、フレキシブルエレクトロニクスの実現に向けた有望材料として期待されています。しかし、ポリマー半導体を用いた薄膜トランジスタ(TFT)は、急峻で安定したスイッチング動作を得ることが難しく、それら特性の改善が課題となっていました。本研究では、キャリアの動きを阻害しスイッチング特性を劣化させるトラップ(注3)が、ポリマー半導体層内部や半導体-絶縁層界面近傍に潜むことをつきとめ、その発生を抑え込む技術を開発しました。これにより、高精細な電極配線印刷技術と統合した実用性の高い逆コプラナー型(注4)デバイス構造において、従来にないきわめて高急峻なスイッチングと、高いバイアス耐性による安定した低電圧駆動を示す塗布型TFTの開発に成功しました。

本研究成果は、2021年10月12日(中央ヨーロッパ夏時間)にドイツ科学誌Advanced Functional Materialsに掲載されます。

※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/619308/01_202110131022.pdf

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