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工学:非晶質分子ゲート誘電体の低電圧有機トランジスタ

Nature 431, 7011 doi: 10.1038/nature02987

有機薄膜トランジスタ(TFT)は、ディスプレイ、センサー、そして電子バーコードなどさまざまな大面積エレクトロニクスへの応用に関心が高まっている。既存の有機TFTで重要になる問題の1つがその高い動作電圧であり、しばしば20V以上になる。この問題は比較的厚いゲート誘電体層を通した容量性結合の品質が悪いことが原因である。これらの誘電体は通常、無機酸化物や窒化物、あるいは絶縁性ポリマーであり、ゲートリーク電流をできる限り低く抑えるため100 nm以上の厚さになることが多い。本研究では、2.5 nm厚の自己組織化単分子層(SAM)のゲート誘電体と高移動度の有機半導体(ペンタセン)から成るTFTの製造プロセスについて報告する。このTFTは2V未満の供給電圧で動作し、その上、ゲート電流はSiO2誘電体を使った先進のシリコン電界効果トランジスタよりも低い。以上の結果から、携帯機器のような低電力応用に有機TFTが使える可能性が高まるであろう。さらに、分子SAMは、誘電体が次第に薄くなるとゲートリークと電力散逸が増大してしまう先進のシリコントランジスタへの応用も期待できる。

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