Maximum quantity allowed is 999
注文本数を選んでください。
S-DNTT-10のOFET性能評価
S-DNTT-10の特徴
• 高ホール移動度 > 10 cm2/Vs (ディップコート法)
• 蒸着・塗布 両プロセス適用可能
• 高耐久性
有機トランジスタ材料は移動度・大気安定性・溶解性の向上の観点からこれまで様々な材料開発が行われてきました(図1)。このような背景の中，Ｓ字型縮環化合物S-DNTT-10 1)は2020年に新しく開発された有機半導体材料です。優れた移動度μ = 11 cm2/Vsと大気安定性，更には直線型構造の異性体C10-DNTT4)と比べて約30倍高い溶解性を示します。熱安定性にも優れ，塗布および蒸着どちらの素子作製プロセスにも適用可能です(表1)。
図1. 代表的な有機トランジスタ材料(低分子p型半導体)
図２. S-DNTT-nの構造式
表１. 物性データまとめ1)
弊社では，この優れたp型半導体材料であるS-DNTT-10を製品化しました(製品コード: D5796)。社内にてOFET素子の作製および評価を行っております。実験詳細は下記をご参照ください。
S-DNTT-nのOFET性能評価
1. ディップコート法によるOFET素子評価
図3. OFET素子作製法および素子構造
素子作製手順
S-DNTT-n (n = 4, 6, 8, 10)のトルエン溶液(1.0 g/L, 50 ℃)を調整し，ディップコート法(引き上げ速度：4 μm/sec) にてn+-Si/SiO2基板 (SiO2: 200 nm)上にS-DNTT-n (n = 4, 6, 8, 10)の薄膜(30−50 nm)をそれぞれ形成しました。その後，蒸着法にて金 (40 nm)を蒸着し，ソース・ドレイン電極を形成することで，トップコンタクト型OFET素子を作製しました。 (図3) 。
素子特性について
作製した素子の特性を表2に示します。大気下にて測定した結果，全てのS-DNTT-n (n = 4, 6, 8, 10)は安定したp型半導体特性を示しました。また，末端アルキル鎖長の増加に伴う移動度の大幅な向上が観測され，S-DNTT-10を用いた素子にて最も優れた移動度(μ = 11 cm2/Vs)が観測されました(図4a)。この素子の大気下サイクル測定を実施したところ，100回繰り返し測定後も安定したトランジスタ変調が確認され，S-DNTT-10は優れた大気安定性と耐久性を持つ有機半導体であることが示唆されました（図4b）。
表2. S-DNTT-nを用いたディップコート型OFET特性まとめ1)
図4. S-DNTT-10を用いたディップコート素子特性1)
(a)伝達特性 (b)大気下サイクル測定
2. 蒸着法によるOFET素子評価
図5. OFET素子作製法および素子構造
素子作製手順
n+-Si/SiO2基板 (SiO2: 200 nm)を蒸着機にセットし，真空蒸着法によりS-DNTT-n (n = 4, 6, 8, 10)の薄膜 (50−100 nm) をそれぞれ形成した後，金(40 nm) を蒸着しソース・ドレイン電極を形成することで，トップコンタクト型OFET素子を作製しました(図5）。
素子特性について
作製した素子の特性を表3に示します。全てのS-DNTT-n (n = 4, 6, 8, 10)は安定したp型半導体特性を示しました。また，各サンプルにおいてポストアニール処理によるトランジスタ素子特性の向上が見られました。ディップコート素子と同様に，末端アルキル鎖長の増加に伴う移動度の大幅な向上が見られ，S-DNTT-10にて最も優れた移動度(μ = 3.5 cm2/Vs)が観測されました(表3，図6)。
表3. S-DNTT-nを用いた蒸着型OFET特性まとめ1)
aPost-annealing temperature.
図6. S-DNTT-10を用いた蒸着素子特性1)
(a)伝達特性 (b)出力特性
S-DNTT-10は，ホール移動度 3.0 cm2/Vs以上 (蒸着法, bare基板)を製品規格に設定しています。
本品は，九州大学 安田研究室並びにウシオケミックス株式会社との共同により製品化されました。
参考文献
- 1) Y. Yamaguchi, Y. Kojiguchi, S. Kawata, T. Mori, K. Okamoto, M. Tsutsui, T. Koganezawa, H. Katagiri, T. Yasuda, Chem. Mater. 2020, 32, 5350.
- 2) Y.-Y. Lin, D. J. Gundlach, S. F. Nelson, T. N Jackson, IEEE Electron Device Letters, 1997, 18, 606.
- 3) T. Yamamoto, K. Takimiya, J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 8, 2224.
- 4) M. J. Kang, I. Doi, H. Mori, E. Miyazaki, K. Takimiya, M. Ikeda, H. Kuwabara, Adv. Mater. 2011, 23, 1222.
- 5) K. Nakayama, Y. Hirose, J. Soeda, M. Yoshizumi, T. Uemura, M. Uno, W. Li, N. J. Kang, M. Yamagishi, Y. Okada, E. Miyazaki, Y. Nakazawa, A.Nakao, K. Takimiya, J. Takeya, Adv. Mater. 2011, 23, 1626.
- 6) K.Takimiya, I. Osaka, T. Mori, M. Nakano, Acc. Chem. Res. 2014, 47, 1493.
関連製品
- B5942
- 6,13-Bis(triisopropylsilylethynyl)pentacene [for organic electronics]
- C3645
- Copper(II) Phthalocyanine [for organic electronics]
- D5491
- 2-Decyl-7-phenyl[1]benzothieno[3,2-b][1]benzothiophene [for organic electronics]
- F1233
- Fullerene C70 (purified by sublimation) [for organic electronics]
- P2524
- Pentacene (99.999%, trace metals basis) (purified by sublimation) [for organic electronics]
- P2682
- [6,6]-Phenyl-C61-butyric Acid Methyl Ester [for organic electronics]
- P2683
- [6,6]-Phenyl-C71-butyric Acid Methyl Ester (mixture of isomers) [for organic electronics]
- P2734
- Phthalocyanine [for organic electronics]
- P2513
- Poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl) (regioregular) [for organic electronics]
- T3922
- TU-1 [for organic electronics]
- T3924
- TU-3 [for organic electronics]
- >
「材料の純度」はトランジスタ性能を大きく左右する重要なファクターです。
弊社では，高純度，高品質な材料を提供するべく日々努力しております。 今後も多種多様なトランジスタ材料を製造・社内評価し， 実際の素子特性を取得・解析することで材料の品質をさらに高めてまいります。