ニュース

Jun 03, 2023

静電気的に

Rapporti scientifici Volume 12,

Scientific Reports volume 12、記事番号: 16009 (2022) この記事を引用

1779 アクセス

69 オルトメトリック

メトリクスの詳細

有機薄膜トランジスタ (OTFT) は、フレキシブル印刷可能電子デバイスの有望な構成要素です。 無機 FET と同様に、OTFT は金属、絶縁体、半導体で構成されるヘテロ構造であり、異なるコンポーネント間のナノスケールの界面を正確に設計する必要があります。 しかし、OTFTは金などの貴金属を電極として使用するため、コスト削減や環境負荷の低減の点でネックとなっていました。 この研究では、グラファイトベースの炭素電極を静電スプレーコーティングによって有機単結晶薄膜上に直接堆積およびパターン化できることを実証します。 現在の OTFT は、p 型で最大 11 cm2 V-1 s-1、n 型で 1.4 cm2 V-1 s-1 という適度に高い電界効果移動度を示し、静電スプレープロセス中に重大な劣化はありませんでした。 また、材料科学の観点から見た 2 つの重要なマイルストーン、つまり、相補型回路、p 型および n 型 OTFT で構成されるインバーター、および完全に炭素ベースの材料で構成される動作可能なメタルフリー OTFT を実証します。 これらの結果は、プリントメタルフリー集積回路のさらなる開発における重要な前進となります。

薄膜トランジスタ (TFT) は電子回路の最も重要な構成要素の 1 つであり 1、2、3、金属、半導体、絶縁体などのさまざまなコンポーネント間のヘテロ界面がその性能において主要な役割を果たします 4、5、6、7。 TFT の製造プロセスでは、これらのコンポーネントを順次堆積する必要があるため、集積デバイスの信頼性の高い製造が妨げられる可能性があります。 特に、溶液処理可能な有機半導体 (OSC) を備えた TFT の場合、ヘテロ界面エンジニアリングは印刷技術と互換性がある必要があるため、より有害になる可能性があります 8,9。 プリンテッドエレクトロニクスに関連する化学10、11、12、13、14およびデバイス工学15、16、17、18、19、20の最近の発展により、溶液処理されたOTFTの性能が向上しています。 特に、数個の OSC 単層からなる単結晶薄膜では、優れた環境安定性を備えた 10 cm2 V-1 s-1 を超える適度に高い電界効果移動度が達成されています 15、16、17、21、22。 改善された製造プロセスにより、最大 100 cm2 の面積をカバーする大きな結晶膜の製造が可能になり、信頼性の高い集積回路の理想的な製造がさらに容易になります 16。

一般に、OTFT では、OSC 薄膜の上部または周囲に金属電極を順次堆積する必要があります。 金電極は、ソース、ドレイン、ゲート電極としてよく使用されます。 これにはさまざまな理由があります: (1) 金の仕事関数 (~ 5.0 eV) は価電子帯端 (ほとんどの p 型 OSC の最高被占分子軌道 (HOMO) に相当) と一致する可能性が高い、(2) 高い-高品質の金電極を真空蒸着法で成膜することができ、(3)金電極は極薄膜状であっても高い環境安定性を有します。 特に、金/OSC 界面の品質がキャリア注入特性と界面接触抵抗を支配することが知られています 15,21。 PEDOT:PSS などの溶液処理された導電性ポリマーに基づく電極はこれまでに研究されてきましたが 23、金電極の代替品に関する研究は限られており、これがプリントされたフレキシブルエレクトロニクスにおけるコスト削減と低環境負荷の点でボトルネックとなっています。

この研究では、グラファイトベースのカーボンが静電スプレーコーティングによって単結晶 OSC 薄膜上に直接堆積およびパターン化でき、p 型および n 型 OTFT の両方の効率的なコンタクト電極として機能することを実証します。 OTFT は、p 型 OTFT で最大 11 cm2 V-1 s-1、n 型 OTFT で 1.4 cm2 V-1 s-1 という高い電界効果移動度を備えた優れたトランジスタ特性を示し、ターンオン電圧はほぼゼロです。 、無視できるヒステリシス、および約 106 のオンオフ電流比は、金コンタクト OTFT の値に匹敵します 14、16、24。 さらに、p 型および n 型 OTFT で構成される相補型インバーターが 5 ～ 15 V の供給電圧 (Vdd) で動作することに成功しました。これは、グラファイトベースの炭素電極で動作する最初の有機相補型回路の 1 つです。 また、OSC、カーボンコンタクト/ゲート電極、有機ポリマー絶縁体、有機ポリマー基板などのカーボンベースの材料のみで構成されるメタルフリーOTFTも動作させました。 この結果は、プリントされたメタルフリーの相補型集積回路のさらなる開発の基礎となるでしょう。

当社では、ベンチマークとなる低分子 OSC、3,11-ジノニルジナフト[2,3-d:2',3'-d']ベンゾ[1,2-b:4,5-b']ジチオフェン (C9-DNBDT) を採用しました。 -NW)25 および N,N'-ジフェネチル-3,4,9,10-ベンゾ[de]イソキノリノ[1,8-gh]キノリンテトラカルボン酸ジイミド (PhC2-BQQDI)14 (p 型および n 型 OTFT 用)、それぞれ。 図1aは、上記のOSCとカーボンコンタクト電極を使用して作製したボトムゲートトップコンタクトOTFTのデバイス構成を示しています。 Al (t = 30 nm) とパリレン (t = 200 nm) を、それぞれゲート電極と絶縁体として Eagle XG ガラス上に順次蒸着しました。 単位面積あたりの静電容量 (Ci) は、その厚さと比誘電率 εr = 3.1 に基づいて 13.7 nF cm-2 と評価されました。 連続エッジキャスティング26によって製造された単結晶OSC薄膜が上部に転写され、レーザーエッチングによってパターン化されました。 製造手順は「材料と方法」セクションで説明されています。

カーボンコンタクト電極を備えたp型およびn型OTFTの構成とトランジスタ特性。 （a）カーボンコンタクト電極を備えたOTFTのデバイス構成。OSC層としてp型C9-DNBDT-NWまたはn型PhC2-BQQDIの単結晶薄膜が採用されています。 (b) グラファイト粉末とカーボンブラックを含むカーボン懸濁液の静電スプレーコーティングの概略図。 10～13 kVの高電圧が印加された帯電ノズルによる静電反発力によりカーボン懸濁液が微粒化されました。 カーボンは、CYTOP でコーティングされたステンシル マスクを通してターゲット基板上にパターン化されました。 （c）飽和領域（VD = - 30 V）での伝達特性、および（d）OSC層としてC9-DNBDT-NW、コンタクト電極としてカーボンを含むp型OTFTの出力特性。 (e) クロスニコル条件下での p 型 OTFT の偏光光学顕微鏡 (POM) 画像。 （f）飽和領域（VD = 20 V）での伝達特性、および（g）OSC層としてPhC2-BQQDI、コンタクト電極としてカーボンを使用したn型OTFTの出力特性。 (h) クロスニコル条件下での n 型 OTFT の POM 画像。 両方のOTFTのチャネル長(L)と幅(W)は、それぞれ100μmと200μmでした。

この研究の目標は、OSC 単結晶の品質を劣化させることなく、OSC 薄膜上にカーボン コンタクト電極を堆積およびパターニングすることに成功することでした。 これを達成するために、私たちは三成分混合物であるカーボンサスペンション Dotite XC-9089 の静電スプレー コーティングを採用しました。 主な導電体としてグラファイト。 導電性添加剤としてカーボンブラック。 酢酸ブチル中のポリアクリレートバインダー。 酢酸ブチルは、濡れ性が良く、C9-DNBDT-NW および PhC2-BQQDI 単結晶の両方に対して溶解度が低いため、損傷のない溶媒として選択されました。 静電スプレー（図1b）は、スプレーノズルに10～13 kVの高電圧を印加し、静電気の反発力によって噴霧を霧化することで、カーボン懸濁液を効率よく霧状に変化させ、溶媒を素早く蒸発させることができます。 。 OSC膜へのダメージ軽減にも貢献します。 静電スプレーコーティングにより、疎溶媒性CYTOPポリマーでコーティングされたステンシルマスクを使用して、最大100mm×100mmの基板上にカーボン電極をパターニングしました。これにより、カーボン懸濁液がマスクの下に広がるのを防ぎました。 図1cの得られたp型およびn型OTFTの偏光光学顕微鏡（POM）画像に示されているように、パターニング方法に従って、グラファイトベースのカーボンコンタクト電極がレーザーエッチングされたOSCフィルムの両方に正常に形成されました。 、f。 チャネル長（L）と幅（W）はそれぞれ100μmと200μmであり、両方のOTFTのL/Wは0.5でした。 このパターニング方法により、OTFT のチャネル長を 50 μm まで短縮することにも成功しました。

p型およびn型OTFTのトランジスタ特性を図1d、e、g、hに示します。 飽和領域の伝達曲線から抽出された有効電界効果移動度 (μeff) は、10.9 cm2 V-1 s-1 (9.8 ± 0.6 cm2 V-1 s-1、N = 6) および 1.4 cm2 V-1 s でした。 p 型 OTFT と n 型 OTFT の場合、それぞれ -1 (1.4 ± 0.2 cm2 V-1 s-1、N = 3)。 これらの値は、一般的に使用される金コンタクト電極と同じ OSC で構成される OTFT について以前に報告された値と同じくらい高いです14、16、24。 閾値電圧とターンオン電圧 (Vth と Von) は、p 型 OTFT でそれぞれ - 2.3 と + 1.5 V、n 型 OTFT で - 0.2 と - 2.0 V と推定され、両方の OTFT がオンになったことを示しています。ほぼゼロの電圧で。 さらに、飽和領域の伝達曲線と出力曲線は、無視できるほどのヒステリシスと 106 を超える高いオンオフ電流比を示しました。これは教科書のような動作です。 したがって、静電的に堆積された炭素電極は、OTFT の従来の貴金属コンタクト電極の優れた代替品であることを強調する必要があります。 これは、オンラインの補足図1の光電子収量分光法（PYS）の結果によっても裏付けられており、炭素懸濁液が金27と同じくらい高い仕事関数ΦC = 5.28 eVを示すことが明らかになりました。 さらに、これらの結果は、炭素懸濁液が膜の表面に直接噴霧されているにもかかわらず、OSC 薄膜の静電スプレーコーティングが損傷のないプロセスであり、結果として炭素電極と OSC の間に機能的なヘテロ構造が得られることを示唆しています。

このレポートでは、比較的大きな L (100 μm の範囲) を持つ OFET を意図的に設計しました。 これは主にステンシル マスクの制限が原因です。 基板上の実際のチャネル長は、ステンシルマスク上の長さに相当する設計上のチャネル長よりわずかに大きい（約5μm）ことがわかりました。 これは、マスクパターンから影を付けられたカーボン粒子の堆積、すなわちシャドウ効果によってパターンエッジが伸びていることを明確に示している。 フォトリソグラフィープロセスを利用することでパターニング精度を向上させることが可能です。

相補型インバータは、1 つの p 型 OFET と 1 つの n 型 OFET で構成されます。 したがって、最も単純な相補回路とみなされます。 したがって、図2a、bに示すように、1つのp型OTFTと1つのn型OTFTが互いに接続されたこれらのOTFTに基づく相補型インバータの動作が実証されました。 図 2c は、5、10、および 15 V の電源電圧 (Vdd) で得られた電圧伝達曲線を示しています。バランスが取れているため、すべての Vdd 値で完全なレールツーレールスイング、小さなヒステリシス、およびオン/オフのスイッチング動作が観察されました。相補型インバーター内の OTFT。 Vout = Vin (Vout: 出力電圧、Vin: 入力電圧) のときの電圧に相当するスイッチング電圧は、印加された Vdd の値のほぼ半分でした。 たとえば、スイッチング電圧は 10 V の Vdd で 4.89 V でした。最大信号ゲイン (ゲイン = ∂Vout/∂Vin) は、Vin がスイッチング電圧付近にあるとき、10 V の Vdd で 20 に達しました (図 2e)。 さらに、図2dでは、貫通電流（Ithrough）がVinの関数としてプロットされています。 10 V 動作では、Vin = 0 V および Vin = Vdd = 10 V での Ithrough は約 2 nA となり、最小静的消費電力は 20 nW になります。 さらに、Ithrough はスイッチング電圧で最大値 0.52 μA を示しました。 その結果、最も単純な相補回路であるインバータをカーボン接点電極を用いて動作させることに成功した。 すべてのプロパティを表 1 にまとめます。

カーボン接点電極を備えた相補型インバータ。 カーボンコンタクト電極を備えた 1 つの p 型と 1 つの n 型 OTFT からなる相補型インバーターの (a) 回路図と (b) のデバイス構成。 (c) 電圧伝達曲線、(d) 貫通電流、および (e) 5 ～ 15 V の Vdd 範囲での電圧利得。

また、前述のパリレン/Al/ガラス基板を完全にカーボンベースのパリレン/XC-9089/ポリ(メチルメタクリレート) (PMMA) に置き換えることによるメタルフリー OTFT も実証しました。 一連の製造手順を図 3a に示します。 カーボンゲート電極は、上述のように、カーボン懸濁液ＸＣ−９０８９の静電スプレーコーティングによって、ＵＶ／Ｏ３処理したＥａｇｌｅ ＸＧガラス基板上にパターン化された。 カーボン電極をアセトニトリル中の PMMA (Mw = 120,000) の 20 wt% 溶液でスピン コーティングし、ホット プレート上で 80 °C で 30 分間焼き付けました。 スピンコーティングを 2 回実行して、厚い自立した PMMA フィルムを得ました。 ポリ(ジメチルシロキサン) (PDMS) で構成される支持基板を PMMA フィルムの上に置き、100 °C で 1 時間アニーリングしました。 基板全体を裏返し、室温で脱イオン水に浸漬し、UV/O3 処理したガラス基板を除去しました (図 3b)。 室温で一晩真空乾燥した後、PMMA膜に埋め込まれたカーボンゲート電極が得られた。 カーボンゲート電極の算術平均表面粗さ（Ra）は、画像干渉顕微鏡法で30〜60 nmと評価され、平均グラファイト粒径3μmに関係なく比較的滑らかな表面が得られました。 これは、Eagle XG ガラスが滑らかな表面テンプレートとして機能し、カーボン ブラックとポリマー結合剤の両方がグラファイト粒子間の隙間を埋めたためです。 以降のパリレンコーティング、C9-DNBDT-NW 薄膜の転写、レーザーエッチングなどのプロセスは、上記と同様の手順で実行されました。 オープンニコル条件（図3c）およびクロスニコル条件（図3d）で得られたPOM画像に示されているように、OSC薄膜はチャネルを横切る亀裂などの重大な損傷を受けることなくカーボンゲート上に転写されました。 厚さ 214 nm のゲート絶縁体であるパリレンの Ci は、12.8 nF cm-2 と評価されました。 最後に、静電スプレーコーティングによってカーボンコンタクト電極を形成し、その後PDMS支持基板を除去することにより、自立PMMAフィルム上に集積されたOTFTが得られました。 すべてのコンポーネント、つまり基板、電極、ゲート絶縁体、半導体が金属ではなく炭素ベースの材料であることは注目に値します。

メタルフリー OTFT の製造。 （a）OSCとしてC9–DNBDT–NW、コンタクト電極およびゲート電極としてカーボン、炭化水素ポリマー絶縁体としてパリ​​レン、基板としてPMMAで構成されるメタルフリーOTFTの連続製造手順。 (b) パターン化されたカーボン/PMMA フィルムが水浴中でガラス基板から除去されている写真。 （c、d）パリレン/カーボン/PMMAフィルムに転写され、レーザーエッチングされたC9-DNBDT-NW薄膜のPOM画像。 それぞれ(c)オープンニコル条件および(d)クロスニコル条件で観察。

図 4a は、30 mm × 30 mm の自立型 PMMA フィルムを示しています。このフィルムは、炭素電極部分を除いて無色透明です。 図4b、cは、それぞれオープンニコルおよびクロスニコル条件下で観察されたPMMA膜上のメタルフリーp型OTFTのPOM画像を示しています。 流路のL/Wは100μm/170μmであった。 メタルフリーOTFTのトランジスタ特性も調査しました。 図4d〜fは、それぞれ飽和領域での伝達曲線、対応するμeff、および出力曲線を示しています。 この特性は、前述の Al ゲート p 型 OTFT の特性よりわずかに改善されました。 たとえば、Vth と Von は - 1.5 V と + 1.0 V であると推定され、ターンオン電圧がゼロに近いことを示しています。 さらに、メタルフリー OTFT は、108 を超える高いオンオフ電流比と、7.3 cm2 V-1 s-1 (4.4 ± 2.1 cm2 V-1 s-1、N = 11) という比較的高い μeff を示しました。 このメタルフリー製造プロセスは、p 型 OSC と n 型 OSC の両方に普遍的に適用できますが、n 型 OSC の単結晶薄膜の品質には改善の余地があり、これが明らかに CMOS 製造における再現性の欠如の原因となっています。回路。 全体として、これらの結果は、メタルフリーで完全にカーボンベースの OTFT が実現できることを示唆しています。

メタルフリーOTFTの特徴。 (a) 30 mm x 30 mm の自立型 PMMA フィルム上のメタルフリー OTFT の写真。 （b、c）それぞれ（b）オープンニコル条件および（c）クロスニコル条件下でのメタルフリーOTFTのPOM画像。 （d）飽和領域（VD = − 15 V）での伝達曲線、（e）VG の関数としてプロットされた対応する実効移動度、および（f）メタルフリー OTFT の出力曲線。

この研究では、重大な損傷を与えることなく、p型およびn型単結晶OSC薄膜上にグラファイトベースのカーボンコンタクト電極をパターン化する静電スプレーコーティング法を開発しました。 得られたp型およびn型OTFTは、p型OTFTでは11 cm2 V-1 s-1、n型OTFTでは1.4 cm2 V-1 s-1という高い実効電界効果移動度に代表される優れたトランジスタ特性を示しました。それぞれ。 これらの特性は、金のコンタクト電極を備えた一般的な OTFT の特性と同等であり、安価で広く流通し、容易に入手できる炭素が、OTFT の効果的なコンタクト電極材料として金、銀、白金などの貴金属に取って代わることができることを強く示しています。 本発明のカーボン懸濁液は、インクジェット印刷やオフセット印刷などの他の印刷技術に使用することができる。 今回は市販の平均粒径3μmの黒鉛粉末を使用しました。 さらなる微粒子化により、より微細なパターニングが可能となり、今後の重要な課題となる。 さらに、p 型と n 型 OTFT からなる最も単純な相補回路であるインバーターを電源電圧 5 ～ 15 V で動作させることに成功しました。ノズルの走査距離を伸ばすことでスプレー塗布面積を容易に拡大でき、すでに50mm×50mmの基板上にカーボン電極をパターニングすることに成功しています。 ここでは、p 型 OSC、炭素電極、炭化水素ポリマー絶縁体、PMMA 基板で構成される完全炭素ベースの OTFT も製造および動作させました。 したがって、炭素電極を使用したメタルフリー集積回路の製造が近い将来に実現され、フレキシブルプリンタブル電子デバイスにおけるOTFT応用がさらに進歩するであろう。

p 型 OSC、C9-DNBDT-NW は社内で合成および精製されました。 n型OSCおよびPhC2-BQQDIは富士フイルム和光純薬株式会社より購入しました。 カーボンサスペンションＤｏｔｉｔｅ ＸＣ－９０８９（藤倉化成株式会社）は、グラファイト粉末（平均粒径：３μｍ）およびカーボンブラックをポリアクリレートバインダーとともに酢酸ブチル中で混合することによって調製した。 固形分は約２０重量％で、グラファイト：カーボンブラック：バインダーの重量比は３：１：１であった。 使用した他の化学物質および材料はすべて市販されています。

静電スプレーはマイクロミストコーターＰＤＲ−０６（ナガセテクノエンジニアリング（株）製）を用いて行った。 ステンレス鋼のステンシル マスクの両面をフッ素化ポリマー CYTOP (AGC Inc.) でブレード コーティングし、マスクの表面を疎溶媒性にしました。 1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6-トリデカフルオロオクタンで洗浄して過剰なCYTOPを除去した後、マスクをターゲット基板上に置き、アースに接続しました。 マスキングされた基板を 80 °C に加熱し、10 ～ 13 kV の電圧が印加されたスプレー ノズルにカーボン懸濁液を流量 0.10 mL/min で供給することにより、XC-9089 を 10 回静電スプレー コーティングしました。 。 ノズルスキャン速度は１００ｍｍ／秒であった。 70℃で1時間真空乾燥した後、ステンシルマスクを除去することでターゲット基板上のパターン化されたカーボンが得られました。

カーボンコンタクト電極を備えた p 型および n 型 OTFT は、厚さ 0.7 mm の Eagle XG ガラス (Corning Inc.) 基板上に作製されました。 O2 プラズマで洗浄したガラス基板上に、厚さ 30 nm の Al を蒸着し、ステンレス ステンシル マスク (t = 50 μm) を介して電子ビーム蒸着によってパターン化しました。 Al 層は厚さ 200 nm のパリレンジ X-SR (KISCO Ltd.) でカプセル化され、ゲート絶縁体として機能します。 私たちの以前の研究26で説明したように、p型およびn型OSCの単結晶薄膜は、UV/O3処理したイーグル上で3-クロロチオフェン中のC9-DNBDT-NWの0.02重量％溶液を連続エッジキャストすることによって得られました。 90 °C の XG ガラス、および 148 °C のナノ研磨ガラス 24 上の 1-クロロナフタレン中の PhC2-BQQDI の 0.02 wt% 溶液。 エッジキャスティング後、各基板を断片に切断した。 C9-DNBDT-NW フィルムをパリレン/Al/ガラス基板上に直接下向きに配置し、2 枚の基板の間に超純水を数滴塗布することで基板に転写しました22。 一方、PhC2-BQQDI 膜は、膜への重大な損傷を避けるために、PDMS 製の中継基板を介してパリレン/Al/ガラス基板上に転写されました24。 80°Cで10時間真空乾燥した後、転写されたOSCフィルムの両方を、イットリウム・アルミニウム・ガーネット（YAG）レーザーとUVピコ秒レーザー（λ = 355 nm）を使用したレーザーアブレーションプロセスによってパターン化しました。 チャネル長（Ｌ）および幅（Ｗ）はそれぞれ１００μｍおよび２００μｍであり、Ｌ／Ｗは０．５であった。 カーボン接触電極は、上述したように、ＣＹＴＯＰでコーティングされたステンレス鋼ステンシルマスクを介した静電スプレーコーティングによってＯＳＣフィルム上にパターン化された。

カーボンコンタクト電極を備えた相補型インバーターも上記と同じ手順で作製しましたが、L/W は p 型 C9-DNBDT-NW では 95 μm/20 μm、n 型 PhC2-BQQDI では 95 μm/500 μm でした。

すべての電気測定は、半導体特性評価システム 4200-SCS (Keithley) を使用して、暗所および周囲条件下で実行されました。 飽和領域における実効電界効果移動度 μeff は、以下を使用して伝達特性から決定されました。

ここで、ID、sat、L、W、Ci、VG、Vth、VD はそれぞれ飽和領域のドレイン電流、チャネル長、チャネル幅、単位面積あたりの容量、ゲート電圧、しきい値電圧、ドレイン電圧です。 Ci の値はゲート絶縁膜パリレンジ X-SR の厚さと比誘電率から求めました。

この論文のプロットを裏付けるデータおよびこの研究のその他の結果は、要求に応じて責任著者 (渡辺和義; [email protected]) から入手できます。

Crone, B. et al. 有機トランジスタに基づく大規模な相補型集積回路。 Nature 403、521–523 (2000)。

記事 ADS CAS Google Scholar

ゲリンク、GH 他。 溶液処理された有機トランジスタをベースにした柔軟なアクティブ マトリックス ディスプレイとシフト レジスタ。 ナット。 メーター。 3、106–110 (2004)。

記事 ADS CAS Google Scholar

Cantatore、E. et al. 有機トランスポンダーに基づく 13.56 MHz RFID システム。 IEEE J. ソリッドステート回路 42、84–92 (2007)。

記事 ADS Google Scholar

Wei、Z.ら。 真空蒸着電極の性質により、有機トランジスタに熱照射による損傷が生じます。 応用サーフィン。 科学。 480、523–528 (2019)。

記事 ADS CAS Google Scholar

Dürr、AC et al. 結晶性ジインデノペリレン薄膜上の蒸着金属膜の形態と相互拡散挙動。 Ｊ．Ａｐｐｌ． 物理学。 93、5201–5209 (2003)。

記事 ADS Google Scholar

Dürr, AC、Schreiber, F.、Kelsch, M.、Carstanjen, HD & Dosch, H. 結晶性有機薄膜上の金属接点の形態と熱安定性。 上級メーター。 14、961–963 (2002)。

3.0.CO;2-X" data-track-action="article reference" href="https://doi.org/10.1002%2F1521-4095%2820020705%2914%3A13%2F14%3C961%3A%3AAID-ADMA961%3E3.0.CO%3B2-X" aria-label="Article reference 6" data-doi="10.1002/1521-4095(20020705)14:13/143.0.CO;2-X">記事 Google Scholar

Tang, Q. et al. マイクロメートルおよびナノメートルサイズの有機単結晶トランジスタ。 上級メーター。 20、2947–2951 (2008)。

記事 CAS Google Scholar

松井 洋、武田 裕、時任 S. フレキシブル有機トランジスタと印刷有機トランジスタ: 材料から集積回路まで。 組織電子。 75、105432 (2019)。

記事 CAS Google Scholar

Kumagai, S.、makita, T.、Watanabe, S. & Takeya, J. ハイエンドデバイス用途に向けた有機半導体の二次元単結晶のスケーラブルな印刷。 応用物理学。 エクスプレス 15、030101 (2022)。

記事 ADS Google Scholar

岡本 哲也：曲がったπ電子核によって駆動される次世代有機半導体。 ポリム。 J. 51、825–833 (2019)。

記事 CAS Google Scholar

岡本 哲 ほか曲がった形状の p 型低分子有機半導体: 次世代実用化のための分子設計戦略。 混雑する。 化学。 社会 142、9083–9096 (2020)。

記事 CAS Google Scholar

レイ、T.、ワン、J.-Y. & Pei, J. 有機半導体材料におけるフレキシブルチェーンの役割。 化学。 メーター。 26、594–603 (2014)。

記事 CAS Google Scholar

レイ、T.ら。 空気中で安定した高性能有機電界効果トランジスタ: イソインジゴベースの共役ポリマー。 混雑する。 化学。 社会 133、6099–6101 (2011)。

記事 CAS Google Scholar

岡本 哲 ほか堅牢で高性能なn型有機半導体。 科学。 上級 6、eaaz0632 (2020)。

記事 ADS CAS Google Scholar

牧田 哲 ほか損傷のない金属電極を単層有機単結晶薄膜に転写します。 科学。 議員 10、4702 (2020)。

記事 ADS CAS Google Scholar

熊谷 晋 ほか再現可能な TFT アレイ用の有機単結晶ウェーハのスケーラブルな製造。 科学。 議員番号 9、15897 (2019)。

記事 ADS Google Scholar

Zhou、Z.ら。 核形成シード制御剪断法によって開発されたインチスケールの粒界のない有機結晶。 ACS アプリケーションメーター。 インターフェース。 10、35395–35403 (2018)。

記事 CAS Google Scholar

Zhang、Z.、Peng、B.、Ji、X.、Pei、K.、Chan、PKL 圧縮歪みと引張歪みのある高品質有機結晶のためのマランゴニ効果支援バーコーティング法。 上級機能。 メーター。 27、1703443 (2017)。

記事 Google Scholar

Pisula, W. et al. ディスコティックヘキサペリヘキサベンゾコロネンに基づく電界効果トランジスタのデバイス製造のためのゾーンキャスティング技術。 上級メーター。 17、684–689 (2005)。

記事 CAS Google Scholar

ダフィー、CM 他ゾーンキャスティングにより成長させた高移動度配向ペンタセンフィルム。 化学。 メーター。 20、7252–7259 (2008)。

記事 CAS Google Scholar

Peng, B. et al. オーム接触抵抗、高い固有利得、および高い電流密度を実現する結晶化単層半導体。 上級メーター。 32、2002281 (2020)。

記事 CAS Google Scholar

牧田 哲 ほか極薄の単結晶有機半導体から構成される高性能半導体膜。 手順国立アカド。 科学。 117、80–85 (2020)。

記事 ADS CAS Google Scholar

Huseynova、G.、Hyun Kim、Y.、Lee、J.-H. & Lee, J. 溶液処理有機エレクトロニクス用の優れた透明かつ柔軟な電極材料として、PEDOT:PSS の応用が急速に進歩しています。 J.Inf. 21、71–91 (2020) を表示します。

記事 CAS Google Scholar

牧田 哲 ほか高性能有機単結晶薄膜を印刷するための超親水性テンプレートとしてのナノすりガラス。 上級メーター。 インターフェイス 8、2100033 (2021)。

記事 CAS Google Scholar

三井三治 ほか結晶相が安定した、溶液加工可能な高性能N型有機半導体材料。 上級メーター。 26、4546–4551 (2014)。

記事 CAS Google Scholar

添田 純 他溶液処理されたインチサイズの高移動度有機半導体単結晶膜。 応用物理学。 エクスプレス 6、076503 (2013)。

記事 ADS Google Scholar

Waldrip, M.、Jurchescu, OD、Gundlach, DJ & Bittle, EG 有機電界効果トランジスタの接触抵抗: 障壁の克服。 上級機能。 メーター。 30、1904576 (2020)。

記事 CAS Google Scholar

リファレンスをダウンロードする

カーボンサスペンション XC-9089 の開発にあたり、藤倉化成株式会社 相澤 剛氏にご協力いただきました。 SW は、日本学術振興会の優秀若手研究者育成イニシアチブからの支援に感謝します。 本研究の一部は、JSPS 科研費（助成金番号 JP17H06123、JP20K15358、JP20H00387、JP20K20562、JP20H05868）および JST FOREST プログラム（助成金番号 JPMJFR2020）による支援を受けました。

東京大学大学院新領域創成科学研究科先端物質科学専攻〒277-8561 千葉県柏市柏の葉5-1-5

Kazuyoshi Watanabe, Toshihiro Okamoto, Shun Watanabe & Jun Takeya

〒243-0198 神奈川県厚木市森の里若宮 3-1 日本電信電話（NTT）株式会社 NTT デバイス技術研究所

Naoki Miura, Hiroaki Taguchi, Takeshi Komatsu & Hideyuki Nosaka

東京大学大学院新領域創成科学研究科マテリアルイノベーション研究センター（MIRC）、〒277-8561 千葉県柏市

Toshihiro Okamoto, Shun Watanabe & Jun Takeya

〒332-0012 埼玉県川口市、独立行政法人科学技術振興機構（JST）発生的科学技術先駆的研究（さきがけ）

Toshihiro Okamoto

国際ナノアーキテクトニクス研究拠点 (WPI-MANA)、国立研究開発法人物質・材料研究機構 (NIMS)、つくば市、305-0044

Jun Takeya

PubMed Google Scholar でこの著者を検索することもできます

PubMed Google Scholar でこの著者を検索することもできます

PubMed Google Scholar でこの著者を検索することもできます

PubMed Google Scholar でこの著者を検索することもできます

PubMed Google Scholar でこの著者を検索することもできます

PubMed Google Scholar でこの著者を検索することもできます

PubMed Google Scholar でこの著者を検索することもできます

PubMed Google Scholar でこの著者を検索することもできます

KW は実験を考案して実行し、データを分析しました。 TO は C9-DNBDT-NW を合成および精製しました。 NM、HT、TK、HN は合理的な材料選択をサポートしました。 KW と SW は JTSW からの重要な意見を取り入れて原稿を執筆し、JT が研究を監督しました。 著者全員が結果について議論し、原稿をレビューしました。

Correspondence to Kazuyoshi Watanabe, Shun Watanabe or Jun Takeya.

著者らは競合する利害関係を宣言していません。

シュプリンガー ネイチャーは、発行された地図および所属機関における管轄権の主張に関して中立を保ちます。

オープン アクセス この記事はクリエイティブ コモンズ表示 4.0 国際ライセンスに基づいてライセンスされており、元の著者と情報源に適切なクレジットを表示する限り、あらゆる媒体または形式での使用、共有、翻案、配布、複製が許可されます。クリエイティブ コモンズ ライセンスへのリンクを提供し、変更が加えられたかどうかを示します。 この記事内の画像またはその他のサードパーティ素材は、素材のクレジットラインに別段の記載がない限り、記事のクリエイティブ コモンズ ライセンスに含まれています。 素材が記事のクリエイティブ コモンズ ライセンスに含まれておらず、意図した使用が法的規制で許可されていない場合、または許可されている使用を超えている場合は、著作権所有者から直接許可を得る必要があります。 このライセンスのコピーを表示するには、http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ にアクセスしてください。

転載と許可

渡辺和也、三浦直也、田口博司 他高性能有機相補回路用の静電スプレーカーボン電極。 Sci Rep 12、16009 (2022)。 https://doi.org/10.1038/s41598-022-19387-y

引用をダウンロード

受信日: 2022 年 6 月 15 日

受理日: 2022 年 8 月 29 日

公開日: 2022 年 10 月 7 日

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-19387-y

次のリンクを共有すると、誰でもこのコンテンツを読むことができます。

申し訳ございませんが、現在この記事の共有リンクは利用できません。

Springer Nature SharedIt コンテンツ共有イニシアチブによって提供

コメントを送信すると、利用規約とコミュニティ ガイドラインに従うことに同意したことになります。 虐待的なもの、または当社の規約やガイドラインに準拠していないものを見つけた場合は、不適切としてフラグを立ててください。