単結晶有機半導体中電子伝導の巨大応力歪効果とフレキシブルメカノエレクトロニクス
【研究分野】応用物性
【研究キーワード】
有機半導体 / 量子エレクトロニクス / 二次元電子ガス / 有機単結晶半導体 / 電子相転移 / メカノエレクトロニクス / 分子振動 / センサ / 歪応力 / センサーデバイス / 超薄膜有機半導体 / 歪センサー / センサー / 単結晶 / 有機・分子エレクトロニクス
【研究成果の概要】
提案者が独自に見出した「応力と歪に対する有機単結晶半導体の伝導度の巨大応答現象」をベースに、ホール効果などの精密な磁気輸送測定によって、ソフトなフォノンと強く結合した少数キャリアの特徴に起因するメカニズムの解明と結晶構造に相関した歪係数の特異な異方性の発見に成功した。また、歪効果を高感度検出するために、高キャリアドープによるノイズ低減の手法も確立し、遂に有機半導体で初となる金属絶縁体転移を実現するなど、数々の先駆的な研究成果をあげた。
【研究の社会的意義】
本研究では、精密に原子層を制御した無機材料の界面において実現される二次元ホールガスを、自発的に集合体を形成する有機半導体の表面で実現できることを実証し、有機半導体電子相転移の基礎研究を進めると共に、高速電子デバイスや量子エレクトロニクスデバイスへの応用が加速する礎を築いた。
また、有機半導体では異例の高い10 cm2/Vsを超える移動度を得た研究実績に加え、やわらかい半導体という機械的な特徴を電気伝導特性と結びつけたフレキシブルメカノエレクトロニクスの研究分野を確立すると共に、有機半導体単結晶を30 cm角サイズの大面積成膜にも成功し、IoT社会に直結する産業応用面でも意義ある成果を得た。
【研究代表者】
【研究分担者】 |
| 小林 伸彦 | 筑波大学 | 数理物質系 | 教授 | (Kakenデータベース) |
| 渡邉 峻一郎 | 東京大学 | 大学院新領域創成科学研究科 | 准教授 | (Kakenデータベース) |
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【研究種目】基盤研究(S)
【研究期間】2017-05-31 - 2022-03-31
【配分額】212,290千円 (直接経費: 163,300千円、間接経費: 48,990千円)