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光応答性有機メモリデバイスの新規構築手法の開発に成功~ON/OFFの高速切り替えや省エネルギーを実現~(工学研究院 教授 佐藤敏文)

2020年10月8日
北海道大学
国立台湾大学

ポイント

●ロッドーコイル型有機半導体分子をキー材料とすることで光応答性有機メモリデバイスを作成。
●光信号による高速なスイッチングや省エネルギーなメモリ駆動を実現。
●光応答性有機電子デバイス開発の加速に期待。

概要

北海道大学大学院工学研究院の佐藤敏文教授と磯野拓也助教の研究グループは,国立台湾大学のWen-Chang Chen教授らの研究グループと共同で,ロッドーコイル型有機半導体分子を利用した高性能な光応答性有機メモリデバイスの開発に成功しました。

有機半導体から構成されるメモリデバイスは,シリコン系半導体デバイスと比較して,軽量かつ柔軟な性質を兼ね備えており,その実用化が期待されています。しかし,実用化や応用範囲の拡大に向けて様々な課題が残されています。一方,最近では光信号によるメモリデバイス制御が注目を集めており,光応答性メモリデバイスの普遍的な構築手法の確立が求められています。

研究グループは,自己組織化するように設計したロッドーコイル型有機半導体分子を浮遊ゲート(フローティングゲート)として用いることで,光応答性有機メモリデバイス製造プロセスの簡略化に成功し,デバイスの再現性や信頼性を向上させる糸口を見出しました。また,有機半導体層と浮遊ゲート層の両方の材料に同等の共役分子構造を取り入れたことで,高速なスイッチングの実現とともに,デバイス駆動に必要なエネルギーを削減できることを見出しました。さらに,このメモリデバイスは光信号を用いたスイッチング動作が可能であり,本デバイス構築手法は,将来的に様々な有機系光?電子デバイスの開発に貢献するものと期待されます。

なお,本研究成果は,2020910日(木)公開のAdvanced Materials誌に掲載されました。

また,本研究は文部科学省科学研究費補助金「基盤研究B」(19H0276920H02792),北海道大学フォトエキサイトニクス研究拠点,同フロンティア化学教育研究センター,同大学院総合化学院国際連携総合化学プログラム,同外国人招へい教員制度の支援のもとで行われました

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新しく開発した光応答性有機メモリデバイスの概略図