高エネルギー加速器研究機構(KEK)などは6月21日、フェムト秒パルスレーザーを励起光源とする光電子顕微鏡法(フェムト秒光電子顕微鏡)を用い、トランジスタの動作環境下における伝導電子の動きの可視化に成功したことを発表した。

同成果は、KEK 物質構造科学研究所の福本恵紀特任准教授、筑波大 数理物質系の山田洋一准教授、筑波大 応用理工学学位プログラムの竹入総一郎大学院生らの共同研究チームによるもの。詳細は、機能性材料に関する化学と物理学を扱う学際的な学術誌「Advanced Materials」に掲載された。

半導体デバイスは、電荷キャリアである電子と正孔が動くことで動作しているとされているものの、電子の動きが実際に観察されたことはなく、電気的に電子の動きが観測されているのみであった。

それに対してKEKの福本特任准教授は、フェムト秒光電子顕微鏡を構築し、半導体内の伝導電子を高効率で検出できる手法を開発してきた。そして最近の研究から、有機薄膜などの絶縁体に近い材料においても、試料帯電を抑制して伝導電子を画像化できることが判明。今回は同手法を応用して、有機トランジスタのオペランド観察を行い、動作解明を試みることにしたという。