日本開發(fā)出高性能有機(jī)FET 可低成本制造節(jié)能型無(wú)線標(biāo)簽

　日本電力中央研究所與大阪大學(xué)聯(lián)手開發(fā)出了采用離子液體的高性能有機(jī)單晶體FET（field effect transistor：場(chǎng)效應(yīng)晶體管）。可在約0.2V的極低電壓下工作，電荷遷移率高達(dá)10cm2 /Vs。另外，在0.1～1MHz的寬頻率下具有高電解電容，并具備高速開關(guān)性能。 

　　以往要使有機(jī)FET工作，須施加20～100V的高電壓。這是因?yàn)榕c有機(jī)單晶體結(jié)合的柵極絕緣體采用SiO2材料，其厚度為數(shù)百nm。即使從外部向柵極絕緣體施加電壓，因離子與有機(jī)單晶體電極間存在距離，致使電場(chǎng)降低。如果為了減少距離而減小SiO2的厚度，又有產(chǎn)生絕緣破壞等問(wèn)題。 

　　此次，在有機(jī)單晶體（紅熒烯，Rubrene）與柵極間夾入了離子液體（emimTFSI）作為柵極絕緣體。外加?xùn)艠O電壓，離子就會(huì)發(fā)生遷移，在柵極與離子液體之間的界面和離子液體與有機(jī)單晶體之間的界面上，由離子蓄積而形成雙電荷層。此時(shí)，由于離子液體中的離子與有機(jī)單晶體電極的距離只有1nm，外加微弱電壓就實(shí)現(xiàn)了高電場(chǎng)。 

　　開發(fā)品的工作電壓，為現(xiàn)有有機(jī)FET的約1/500～1/100。電荷遷移率達(dá)到了采用雙電荷層的有機(jī)FET中的最大值。超過(guò)了非晶硅的電荷遷移率（1.0cm2/Vs左右），可滿足有機(jī)柔性顯示器所需的性能。 

　　采用此次開發(fā)的技術(shù)，將來(lái)可制造出在低電壓下工作的有機(jī)晶體管。例如，將可以低成本大量生產(chǎn)節(jié)能型無(wú)線標(biāo)簽（RFID）及有機(jī)柔性顯示器等。今后，日本電力中央研究所等機(jī)構(gòu)將力爭(zhēng)開發(fā)出可在更低電壓下工作、電荷遷移率提高至100cm2/Vs左右的高性能有機(jī)晶體管。 

　　此項(xiàng)研究是作為日本科學(xué)技術(shù)振興機(jī)構(gòu)的戰(zhàn)略性創(chuàng)造研究推進(jìn)事業(yè)個(gè)人型研究（孵化器）“界面結(jié)構(gòu)及控制”項(xiàng)目而進(jìn)行的。（記者：小笠原 陽(yáng)介）