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有機薄膜トランジスタに適した新しい芳香族化合物を開発−大気安定性を改善−



 広島大学大学院工学研究科の瀧宮和男助教授は,将来,各種電子デバイスなどに使用されることが期待されている有機TFT(薄膜トランジスタ)に適した新しい高性能有機半導体材料を開発しました。本成果は,米国化学会発行のJournal of the American Chemical Society誌電子版に速報として掲載されました。



 有機TFTは,「軽量,柔軟,低環境負荷」などの有機材料ならではの特徴を活かした新しい電子デバイスとして注目されています。現在主流となっているシリコン系半導体デバイスと比較して,有機半導体材料ではキャリア移動度が低いため,移動度の向上が研究の最大の関心事でしたが,近年,アモルファスシリコンに迫る性能を示す有機TFTが開発されるようになってきています。



 しかし,これら従来の有機半導体材料では,大気中における劣化や経時安定性などに問題がありました。このような特性劣化は,材料の化学的安定性の欠如に起因する場合が少なくないとの認識から,同研究グループでは,分子科学的なアプローチにより安定化を図りつつ,高い性能を示す有機半導体材料を探索してきました。その結果,有機半導体材料としての高い性能(高移動度)と安定性(対大気安定性,経時劣化特性)を併せ持つ新たな材料を見出すに至りました。



 この材料は,含複素縮合多環芳香族化合物と呼称される硫黄原子を含む有機材料ですが,その製造は工業的に用いられている中間体から容易に行えるため,安価にかつ大量合成も可能です。さらに,TFT(薄膜トランジスタ)素子に組み込んだ場合,移動度は最大で2.0 cm2/Vsに達し,従来報告されている有機TFTのほぼ最高の性能に匹敵します。従来の有機TFT材料を用い,このレベルの性能を示すためには,大気による劣化を防ぐため高真空中での測定,または高度な封止が必要であったのに対し,今回見出された材料は,大気中通常の条件においても高移動度を再現良く示し,従来にみられない,高安定性,高性能な有機半導体材料として注目されています。



 現状では真空蒸着プロセスにより半導体薄膜の形成を行っていますが,今後,インクジェット法やスピンコート法などの安価な製膜プロセスに適した可溶な半導体材料への応用,さらには,集積化された電子デバイスへなどの実装を前提に電気的安定性や多様な基板への適応性など,実用化を視野に入れた共同研究を進めていきたい考えのようです。



【問合せ先】

広島大学大学院工学研究科物質化学システム専攻(瀧宮 和男)

東広島市鏡山1-4-1

Tel: 082 424 7734

※広島市内から電話をお掛けの場合は、市外局番(082)が必要です。

Fax: 082 424 5494

e-mail: ktakimi@hiroshima-u.ac.jp


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