Research Abstract


Boost Up Carrier Mobility for Ferroelectric Organic Transistor Memory via Buffering Interfacial Polarization Fluctuation

2014年11月27日 Scientific Reports 4 : 7227 doi: 10.1038/srep07227

有機強誘電体電界効果トランジスター(Fe-OFET)は、不揮発性メモリーデバイス用として関心を集めている。Fe-OFETの重要課題の1つとして、半導体チャネルのキャリア移動度の向上が挙げられる。我々は本論文で、強誘電体ポリマー層と有機半導体層の間に非常に薄いポリ(メタクリル酸メチル)(PMMA)層を導入する新しい界面緩衝方法を提示している。この方法で、最高4.6 cm2 V−1 s−1という高い電界効果移動度(μFET)が得られた。この結果に基づくと、我々のFe-OFETにおけるプログラミングプロセスは、移動度で決まるチャネルの電荷蓄積よりも、主として、2つの強誘電分極状態間のスイッチングの方が支配的といえる。従って、「読み出し」速度と「プログラミング」速度が著しく向上する。伝導チャネルの電荷輸送に影響を及ぼす半導体/絶縁体界面での分極ゆらぎが我々の方法を用いて効果的に抑制できることが、研究によって明らかになった。

Huabin Sun1, Qijing Wang1, Yun Li1, Yen-Fu Lin2, Yu Wang1, Yao Yin1, Yong Xu2, Chuan Liu2,塚越 一仁2, Lijia Pan1, Xizhang Wang3, Zheng Hu3 & Yi Shi1

  1. 南京大学(中国)
  2. 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
  3. 南京大学 化学化工学院(中国)
Ferroelectric organic field-effect transistors (Fe-OFETs) have been attractive for a variety of non-volatile memory device applications. One of the critical issues of Fe-OFETs is the improvement of carrier mobility in semiconducting channels. In this article, we propose a novel interfacial buffering method that inserts an ultrathin poly(methyl methacrylate) (PMMA) between ferroelectric polymer and organic semiconductor layers. A high field-effect mobility (μFET) up to 4.6 cm2 V−1 s−1 is obtained. Subsequently, the programming process in our Fe-OFETs is mainly dominated by the switching between two ferroelectric polarizations rather than by the mobility-determined charge accumulation at the channel. Thus, the “reading” and “programming” speeds are significantly improved. Investigations show that the polarization fluctuation at semiconductor/insulator interfaces, which affect the charge transport in conducting channels, can be suppressed effectively using our method.