새로운 지역 제작 과학 대학원 도쿄 대학, 자재 혁신 연구 센터, 국립 선진 산업 과학 기술 연구소바카라 규칙/University of Tokyo Advanced Operand 측정 기술 오픈 혁신 연구소(주 1), 국제 Nanoarchitectonics Research (WPI-MANA)의 공동 연구 그룹 인 자재 및 재료 연구소 (Institute for Materials and Materials)의 공동 연구 그룹 인 "전기 도금"를 바카라 규칙하여 유기 반도체에 부착되었다 (주 2) 고성능 유기 트랜지스터를 생산합니다
전자 장치를 구동하려면 전압 및 전류를 입력 및 출력하기위한 전극이 필수적입니다 유기 전자 장치의 전극은 종종 저비용의 저렴한 환경 공정을 실현하는 데 중요한 문제였습니다
이 연구 그룹은 화학 반응만을 바카라 규칙하여 금속 박막을 코팅하는 기술인 "Electroless Plating"을 바카라 규칙하여 높은 진공 공정없이 금 전극을 제조했습니다 또한,Lipolyphthalmic/Liquid-Repellent Patterning(주 3)과 함께 바카라 규칙됩니다리소그래피 프로세스약 10 마이크로 미터의 고화질 패터닝은없이 달성됩니다 (주 4) 패턴 화 된 금 전극은이 연구 그룹이 개발 한 전극 전달 방법입니다 (2020 년 3 월 13 일 도쿄 대학 보도 자료http : //wwwku-tokyoacjp/info/entry/22_entry842/)를 바카라 규칙하여 반도체에 부착 된 유기 반도체에서도 완전히 활용 될 수 있으며 하나의 분자 층 (4 나노 미터 두께)으로 구성됩니다 이 성과는 고비용, 복잡한 고혈압 또는 리소그래피 공정을 필요로하지 않는 라미네이트 장치의 넓은 면적 제조를 가능하게하며, 향후 산업 응용 분야에서 저비용 유연한 전자 제품의 프로세스로 바카라 규칙될 것으로 예상됩니다
이 연구 결과는 독일 과학 저널 "고급 기능 재료"2020 년 8 월 10 일 판에 실 릴 예정입니다이 연구는 일본 과학 홍보 협회 (JSPS)의 제휴 과학 연구에 대한 보조금,"단결정 유기 반도체 및 융통성 메커니 전자에서 전자 전도의 진정한 스트레스 균주 효과 (Junich : Takeer : residenter : : residenter : expendible Mechanoelectronics) "
[배경]
유기 반도체는 잉크를 바카라 규칙하여 인쇄하여 고품질 결정된 박막을 얻을 수 있습니다RFID 태그9712_9789이동성(주 6) 개선되었으며 실제 바카라 규칙 지표 10cm2/vs가 달성되었습니다 반도체에 전압을 적용하고 전류가 입력 및 출력을 허용하려면 금속 전극을 결합하는 것이 필수적입니다 특히, 유기 반도체는 금과은과 같은 귀금속의 박막을 바카라 규칙하여 운반기를 효율적으로 주입 할 수 있으며 전극으로 대기 하에서도 산화하기가 어렵습니다 일반적으로 금 및은과 같은 귀금속은 진공 청소기 하에서 큰 에너지 (고온 공정 또는 혈장 공정)를 바카라 규칙하여 퇴적되며, 진공 청소기 및 대형 건조 진공 펌프를 유지할 수있는 진공 챔버와 같은 비싼 장비가 필요했습니다 또한, 미세 모집 및 패터닝을위한 리소그래피 장비는 또한 비싸기 때문에 미래에는 대량 생산 유기 반도체가 자본 투자를 최소화하고 저렴한 환경에 영향을 미치는 프로세스를 실현하는 데 중요한 문제였습니다
[방법 및 결과]
이 문제를 해결하기 위해, 우리는 금속 박막을 코팅하는 방법 인 도금을 바카라 규칙하여 유기농 장치를 제조하는 작업을 해왔습니다 도금은 다양한 재료의 표면에 금속 박막을 코팅 할 수있는 표면 처리 기술입니다 금속 이온의 환원 반응을 촉진하기 위해 외부 전원을 바카라 규칙하는 "전해질 도금"과 같은 도금 기술이 있으며, 이는 외부 전원없이 환원 반응을 생성하기위한 구동력으로 화학 물질의 환원 효과를 바카라 규칙하는 "전기 도금"을 바카라 규칙합니다 이번에는 전기 도금을 바카라 규칙하여 높은 진공 공정없이 금 전극을 제조 하였다 (도 1) 전기 도금을 바카라 규칙하여 금 전극 패턴을 형성하기 위해,은 미세 입자 층을 동결성 및 액체 회전성 패터닝을 바카라 규칙하여 먼저 미세하게 패턴 화 하였다 은은 전기 도금 공정 동안 촉매가된다 비판 자외선 LED로 불소 기반 중합체 박막을 부분적으로 조사함으로써, 미세한은 입자 잉크를 격퇴하는 영역의 표면과 습윤 된 영역은 선택적으로 변형 될 수있다 이 동결 성 및 액체 회전성 패터닝을 수행 한 후,은 미세 입자 잉크를 적용하여은 미세 입자 층의 패턴을 형성 하였다 그 후,은 금도금 용액에 기질을 담그기 위해은 미세 입자 층에 얇은 금 필름을 코팅합니다 (그림 2) 이번에는 리소그래피 공정없이 약 10 마이크로 미터의 고화질 패터닝을 달성했습니다 패턴 화 된 금 전극은이 연구 그룹이 개발 한 전극 전달 방법입니다 (2020 년 3 월 13 일 도쿄 대학 보도 자료http : //wwwku-tokyoacjp/info/entry/22_entry842/)를 바카라 규칙하여 반도체에 부착 할 수 있습니다
이번에는 금도금 전극을 단 하나의 분자 층 (4 나노 미터)의 단결정으로 구성된 유기 반도체에 부착하여 유기 트랜지스터를 만들었습니다 게이트 전압이 변경되면, 유기 반도체의 원래 성능 인 배수 전류는 흐르고, 게이트 전압과 배수 전류의 제곱근의 관계에 따라 이동성이 계산 될 때 (그림 3의 단단한 파란색 라인), 10cm2/vs의 수준을 보여 주었고 단일 층을 갖는 유기 반도체의 성능이 달성 될 수 있음을 보여 주었다 또한 금속 유기 반도체 인터페이스는 다음과 같습니다접촉 저항(주 7)는 약 120 Ωcm 정도가 충분히 작으며, 이는 유기 반도체의 원래 특성을 손상시키지 않으면 서 금도 도금 전극을 바카라 규칙할 수 있음을 입증했습니다
그림 1 전기 도금 전극 형성을위한 공정 흐름
그림 2은 입자의 인쇄 된 사진
그림 3 : 제조 된 단층 유기 트랜지스터 및 전송 특성의 도식 다이어그램Vd배수 전압입니다
[Future Outlook]
이 방법을 바카라 규칙하면 높은 자본 투자가 필요한 높은 진공 및 리소그래피 프로세스를 완전히 제거 할 수 있습니다 또한, 도금 용액은 기본적으로 유기 용매를 함유하지 않고 재바카라 규칙 할 수있는 수용액이며, 이는 환경에 미치는 영향이 낮다고 말할 수 있습니다 또한 큰 진공 챔버가 필요하지 않고 면적을 쉽게 증가시키는 것이 특징이며, 전극이 부착되는 반도체 측면에는 제한이 거의 없습니다 앞으로 이러한 기능을 활용할 수있는 유기 반도체를 바카라 규칙하는 소프트 전자 장치는 소셜 구현에서 구현 될 것이며 생체 전자 공학 분야에 기여할 것으로 예상됩니다
Makita Tatsuyuki (2 학년 박사 과정, 새로운 지역 제작 과학 대학원 도쿄 대학원)
Watanabe Shunichiro (도쿄 대학교 새로운 지역 제작 과학 대학원 교수
/ 동시에 바카라 규칙와 바카라 규칙 및 Open Innovation Laboratory의 바카라 규칙 및 University의 방문 연구원, Advanced Open Innovation Laboratory, Open Innovation Laboratory)
Takeya Junichi (도쿄 대학교, 새로운 지역 제작 과학 대학원 자료학과 교수
/일본 협력 연구소의 MIRC (Material Innovation Research Center)의 동시에 임명 된 교수
/ 바카라 규칙 바카라 규칙 및 University of Tokyo, 고급 피연산자 측정 기술을위한 오픈 혁신 연구소 방문 연구원
/ MANA 최고 연구원 (크로스-임명), 국제 재료 연구소 연구소 (WPI-MANA)
잡지 이름 : "고급 기능 재료"(온라인 버전 : 8 월 10 일)
용지 제목 : 고성능, 저성, 유기농 박막 트랜지스터를위한 전기 도금 금 접점
저자 : Tatsuyuki Makita, Ryohei Nakamura, Mari Sasaki, Shohei Kumagai, Toshihiro Okamoto, Shun Watanabe*및 Jun Takeya*
doi 번호 : 101002/adfm202003977