Research Abstract


Solution-processed, Self-organized Organic Single Crystal Arrays with Controlled Crystal Orientation

2012年5月3日 Scientific Reports 2 : 393 doi: 10.1038/srep00393

溶液プロセスを用いて、特定位置に特定結晶配向を持つ有機半導体単結晶を直接形成する技術を確立した。溶液プロセスは、有機単結晶を用いた高性能有機半導体デバイスの低コスト・大面積作製の為の簡便作製法として注目されている。本研究では、結晶を配列させるために、有機分子の自己集合する性質を引き出した。結晶が成長しやすい様な溝形状をつくって、結晶成長時の配向性を強く示す有機分子をもちいて単結晶配向成長を促すことで、結晶方位を揃えた結晶列を造ることができるようになった。さらに、この結晶方位制御単結晶を用いて有機トランジスタを形成し、素子特性を評価して平均電界効果移動度1.1 cm2V-1s-1を得た。この結晶方位制御による結晶成長は、室温・大気下にて行うことが可能であり、プラスチックエレクトロニクスの実用展開にも有用な方法となる。

熊谷 明哉1*, 劉 川1, 李 昀1, ピーター・ダルマワン1, 瀧宮 和男2, 三成 剛生1 & 塚越 一仁1,3

  1. 独立行政法人 物質・材料研究機構 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点(WPI-MANA)
  2. 広島大学大学院 工学研究院 物質化学工学部門
    *現在の所属:東北大学 原子分子材料科学高等研究機構(WPI-AIMR)
A facile solution process for the fabrication of organic single crystal semiconductor devices which meets the demand for low-cost and large-area fabrication of high performance electronic devices is demonstrated. In this paper, we develop a bottom-up method which enables direct formation of organic semiconductor single crystals at selected locations with desired orientations. Here oriented growth of one-dimensional organic crystals is achieved by using self-assembly of organic molecules as the driving force to align these crystals in patterned regions. Based upon the self-organized organic single crystals, we fabricate organic field effect transistor arrays which exhibit an average field-effect mobility of 1.1 cm2V−1s−1. This method can be carried out under ambient atmosphere at room temperature, thus particularly promising for production of future plastic electronics.