【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.01】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

24NM5313

利用課題名 / Title

有機超薄膜材料の構造と電気的特性の評価

利用した実施機関 / Support Institute

物質・材料研究機構 / NIMS

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）計測・分析/Advanced Characterization

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions（副 / Sub）マテリアルの高度循環のための技術/Advanced materials recycling technologies

キーワード / Keywords

電子線リソグラフィ/ EB lithography,ダイシング/ Dicing,表面・界面・粒界制御/ Surface/interface/grain boundary control,蒸着・成膜/ Vapor deposition/film formation,光リソグラフィ/ Photolithgraphy

利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

山下 侑

所属名 / Affiliation

物質・材料研究機構

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

藤井 美智子,浦野 絵里,大井 暁彦,簑原 郁乃

利用形態 / Support Type

（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）,技術補助/Technical Assistance

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

NM-216：薄膜X線回折装置_Cu
NM-658：低温プローバー [GRAIL-408-32-B]
NM-654：触針式プロファイラー [Dektak 6M]
NM-638：水蒸気プラズマ洗浄装置 [AQ-500 #2]
NM-649：FE-SEM+EDX [SU8230]

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

有機超薄膜材料を用いた電子デバイスを開発するために、薄膜構造と電気的特性の評価に取り組む。超薄膜材料としては特には有機半導体に着目する。この材料群は低コストな溶液プロセスによって薄膜構造および電子機能を制御する研究が盛んに行われている。本研究では特に、有機薄膜材料に対してドーピング処理を施した際の薄膜構造、電気特性に着目する。これにより、次世代の機能性デバイス開発に貢献する有機薄膜材料、プロセスの知見を得ることを目指す。

実験 / Experimental

有機半導体薄膜をスピンコート、または、気液界面におけるLangmuir-Blodgett法を用いて製膜する。後者の手法では、結晶性のラメラ構造を有する10 nm程度までの超薄膜を形成できることが分かっている。これらの薄膜に対して酸化還元反応に基づくドーピング処理を施す。得られた薄膜について、薄膜構造、組成、電気特性などを評価し、ドーピングによる機能性制御の理解を深める。

結果と考察 / Results and Discussion

ドーピング処理によって電気伝導特性の向上を確認するとともに、X線回折測定において評価されるラメラ構造の格子定数が増大することが示された。これは酸化還元反応によってドーパント分子が有機半導体薄膜に導入されたことを示唆している。また、効果的なドーピングは適切にドーパント分子種類を選択したときに生じており、プロセス設計に関する指針を得ることができた。ドーパント分子の選択とプロセス条件に関する制約を詳細に調べて、結果をまとめる予定である。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件