パイクリスタルら 有機半導体歪みセンサー開発
10倍の感度実現
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パイクリスタル（株）（千葉県柏市柏273-1、Tel.04-7136-2036）は、東京大学や産業技術総合研究所と共同で、大面積の有機半導体単結晶を用いた高感度歪みセンサーを開発した。有機半導体単結晶薄膜とドーパント溶液を接触させるだけの簡易な手法を用いて、有機半導体表面に非破壊で高密度に2次元電子系を形成することに成功し、従来の金属製歪みセンサーの約10倍の感度を実現した。
有機半導体単結晶膜は簡便な印刷法を用いて大量製造が可能で、高い移動度も有する。一方、分子が弱い相互作用で集合している有機半導体単結晶では、ドーパント分子を導入すると、緻密に設計された分子の結晶性が乱されてしまう。そのため、分子の単結晶の結晶性を破壊することなく、不純物ドーピングを用いて安定的に電子を供給することはできなかった。
今回研究グループは、有機半導体単結晶薄膜をドーパント分子が溶解した溶液に浸漬するだけの簡易な手法で、有機半導体の表面のみにドーパント分子を反応させ、非破壊かつ高密度の不純物ドーピングに成功。ドーピング後でも有機半導体の単結晶性が維持され、表面に高密度の2次元電子系が形成されていることを確認した。
そして開発した手法を用いて、厚さ7μmのフレキシブル基板上に有機半導体を印刷し、様々な曲面に貼り付け可能な歪みセンサーを作製。従来の金属製歪みセンサーに比べて約10倍の感度を有し、繰り返しの使用にも耐えられる安定性を持つことを確認した。
パイクリスタルは、開発した歪みセンサーおよび印刷技術を用いた有機半導体デバイスの事業化に向け量産体制の整備を進めており、有機半導体デバイスの開発ならびにマーケティング活動を加速し、新しいソリューションの提案を進めていく。
（以下、本紙2021年1月14日号1面）
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