有機トランジスタのキャリアの動き評価・解析する手法を開発
:産業技術総合研究所/住化分析センター/山形大学/広島大学

 (独)産業技術総合研究所は2月15日、(株)住化分析センター、山形大学、広島大学と共同で、多結晶性有機トランジスタの電流を運ぶ働きをするキャリア(電子や正孔)の動きを評価・解析する新手法を開発したと発表した。この開発により、有機トランジスタの性能や信頼性の向上に役立つ指標が得られ、フレキシブルな情報通信端末機器の研究開発が加速されるものと同研究所は期待している。
 有機トランジスタは、軽く、薄く、折り曲げられ、落としても壊れないという特徴を持ったフレキシブルな素子。印刷によるデバイス製造が可能な最有力素子として近年、実用化・事業化に向けた研究開発が世界で進展している。このトランジスタの核となる有機半導体層は通常、大きさが数十nm(ナノメートル、1nmは10億分の1m)から数μm(マイクロメートル、1μmは100万分の1m)の微結晶の集まり(多結晶)で、キャリアは微結晶内部の伝導と微結晶粒界の飛び移りを繰り返しながら動いている。
 このため、有機トランジスタの性能や信頼性向上には、これら半導体微結晶の評価・解析が欠かせないが、通常の電気的測定法でそれを行うのは難しく、新たな手法の開発が求められていた。
 有機トランジスタのキャリアの動きを「電子スピン共鳴(ESR)法」という手法で調べてきた研究グループは、キャリアの移動に必要なエネルギーが微結晶の内部と粒界部分では4倍の差があることをつかみ、有機トランジスタの実質的な性能を決定しているのは主に微結晶粒界の部分にあることが分かったとしている。
 産総研は、今後この手法を基にして有機トランジスタの性能を最大限に引き出す界面制御技術の開発を進める計画。

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