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有機半導体の結晶配列を設計可能に

有機半導体の結晶配列を設計可能に

分子の結晶構造を制御できる

2020年1月7日、理化学研究所の共同研究グループは、有機半導体の結晶構造のコントロール手法を発見したと発表した。
これにより、従来ほとんど行われてこなかった、分子の凝集状態である結晶構造について開発が進むことになる。

高性能有機半導体のカギとなる分子構造

半導体は、電子キャリアの移動度の大きさに比例して、性能が良くなる傾向にあるが、有機半導体はこの移動度が小さいことが問題とされていた。
今までは、この移動度の改善を、半導体を構成する個々の分子や高分子材料により行ってきたが、今回は分子を構成する結晶構造に着目し検証を行った。
その結果、結晶中の分子間での相互作用を調べたところ、高移動が可能となり制御することに成功した。
なお、この移動度はトランジスタと同程度とされ、高移動有機半導体の開発に有効であると考えられる。

有機半導体は安価に作れるメリットがある

シリコンに代表される無機半導体は、キャリアの移動度が大きく優れた半導体特性を示すが、重くて硬い上に、製造工程では高価な真空プロセスが必要になる。
対して有機半導体は、安価な製造方法で作れるが、キャリアの移動度が小さく高性能な半導体にすることが難しかった。
今回の研究により、キャリア移動度が大きいことが望まれる、有機ELディスプレイの画素制御回路や商品を認識するためのIDタグなど、電子デバイスの開発が加速すると期待される。
(画像はプレスリリースより)

▼外部リンク

理化学研究所
https://www.riken.jp/press/2020/20200107_1/index.html

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