プレスリリース
厚さわずか数分子、2次元有機単結晶ナノシートの大面積成膜に成功
～印刷できる高速有機集積回路基板～
東京大学、産業技術総合研究所、物質・材料研究機構らの研究グループは、有機半導体インクを用いた簡便な印刷手法によって、分子スケールで膜厚が制御された厚さ15nm以下の2次元有機単結晶ナノシートを10cm角以上の大面積にわたって作製することに成功しました。
近年の材料開発の進歩によって実用化の指標となる10 cm2/Vsを超える高い電荷移動度を示す有機電界効果トランジスタの報告が次第に増えており、無線タグなどの高速応答が求められる論理素子への応用が期待されています。しかしながら、有機半導体はシリコンなどの無機半導体に比べ非常に大きな接触抵抗を持つため、短チャネルのトランジスタの電荷移動度は単結晶本来の値よりも大幅に低下し、応答速度が制限されてしまうという問題がありました。
今回、本研究グループで開発されたわずか数分子層の厚みからなる2次元有機単結晶ナノシートは、電極から電荷輸送層へのスムーズな電荷注入が可能になったため、13 cm2/Vsの高い電荷移動度に加え、有機電界効果トランジスタとしては最小の47 Ωcmの接触抵抗を示すことがわかりました。また、短チャネルのデバイスにおいて世界最高レベルの20 MHzの遮断周波数を実現し、さらには無線タグの商用周波数の13.56 MHzを大きく上回る29 MHzで応答可能な整流素子を作製することに成功しました。
本研究成果は、米国科学雑誌「Science Advances」平成30年2月2日版に掲載されます。
プレスリリースの図1 : (左) 有機半導体インクから大面積単結晶薄膜を塗布製膜する手法の概要図。
(右) 高移動度有機半導体材料の構造式と2次元単結晶領域の偏光顕微鏡写真。
(研究内容に関すること)
東京大学大学院 新領域創成科学研究科 物質系専攻
教授
国際ナノアーキテクトニクス研究拠点 (WPI-MANA)
超分子グループ 主席招聘研究員
竹谷 純一 (たけや じゅんいち)
Tel:04-7136-3790
E-Mail:takeya=k.u-tokyo.ac.jp
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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
岡本 敏宏 (おかもと としひろ)
E-Mail:tokamoto=k.u-tokyo.ac.j.go.jp
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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
渡邉 峻一郎 (わたなべ しゅんいちろう)
Tel:04-7136-3788
E-Mail:swatanabe=edu.k.u-tokyo.ac.jp
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(JST事業に関すること)
科学技術振興機構
戦略研究推進部 グリーンイノベーショングループ
中村 幹 (なかむら つよし)
Tel:03-3512-3525
E-Mail:presto=jst.go.jp
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(報道に関すること)
東京大学大学院 新領域創成科学研究科 広報室
Tel:04-7136-5578
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産業技術総合研究所 報道室
Tel:029-862-6216
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国立研究開発法人 物質・材料研究機構
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Tel:03-5214-8404
E-Mail:jstkoho=jst.go.jp
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