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半導体ナノ界面グループ

半導体デバイスは多くの界面構造で成り立ち、デバイスのプロセス工程も個々の界面形成と対応しており、プロセス次第でデバイスの機能内容や性能が決定する。本研究グループは、有機半導体とシリコン半導体を主体として、新たな界面形成プロセスの研究開発により新規機能性・高性能半導体材料システムを創成する事を目的とする。又、必要な評価手法の研究開発や、当グループが保持しているプロセス技術を有効利用した境際的な研究開発も積極的に行う。

研究対象

(1) 有機半導体のナノ界面における電荷生成および電荷輸送に関する研究開発
(2) 有機半導体の分子配向制御プロセスの研究とデバイスの高機能・高性能化の研究開発
(3) シリコン系半導体中へのナノ構造形成プロセス、ナノ構造を利用したドーピング技術、表面界面の構造や電子構造の評価手法の研究開発
(4) 微粒子金属プラズモニックスの多次元集積プロセスの研究とデバイス化の研究開発


主要設備等

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 シリコン系分子線エピタキシー装置


最近の主要な成果等

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有機薄膜太陽電池のアクセプターとなるフラーレン (C70) は、有機溶媒に難溶である為、アルキル鎖を付与したフラーレン (PC70BM) を用いることで、高い溶解性を得ている。しかし、絶縁性のアルキル鎖を付与することで、フラーレン本来の高い電子親和力・移動度が損なわれている。近年、適切なπ共役高分子 (図) を用いれば未修飾フラーレンをナノレベルで高分子中に分散可能であることを見出し、太陽電池作製を行ったところ、従来のPC70BMよりも高い電荷生成効率が得られた。[Org. Electron. 25, 99 (2015)]


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低分子有機半導体 (TIPS-ペンタセン) をフロー・コーティングすると、コーティング方向に結晶成長が起こり、結晶のa軸が配向した薄膜が形成できる。この技術を用いて、ボトムゲート・ボトムコンタクト型有機トランジスタ・アレイを作製することにより、電界効果移動度のばらつきを6% (Ichannel // coating-directionの場合) まで低減することに成功した。[Jpn. J. Appl. Phys. 53, 02BE01 (2014): Spot lights"論文に選択]


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微粒子集積化による医用センサー用表面増強ラマン基板の開発。Au=Ag ([ = ] を [ @ ] にしてください)コアシェルを利用した微粒子プラズモニックスの利用で、増強度107程度、ばらつきが少ないSERS基板の作製に成功[Chem. Phys. Lett. 605-606,115-120 (2014)]



グループリーダー

(みき かずし)

三木 一司

(みき かずし)


お問い合わせ先

半導体ナノ界面グループ
〒305-0044 茨城県つくば市並木1-1
TEL. 029-860-4728
E-Mail: MIKI.Kazushi=nims.go.jp([ = ] を [ @ ] にしてください)
国立研究開発法人物質・材料研究機構
〒305-0047 茨城県つくば市千現1-2-1
TEL.029-859-2000 (代表)