有機半導体によるUHF帯整流ダイオードの開発

―GHz駆動を可能にする有機エレクトロニクスの新展開―

2025年09月20日

東京大学
物質・材料研究機構
岡山大学
科学技術振興機構（JST）

発表のポイント

印刷プロセスで製膜可能な有機半導体を用い、無線電力の整流を担うダイオードを実現。
錯体カチオン単分子層と電子を局所的に導入する新手法により、電極の仕事関数を1 eV以上劇的に変化させたことが鍵。
有機エレクトロニクス素子として初めて920 MHz（UHF帯）での実用的な動作を実証。

　東京大学、物質・材料研究機構（NIMS）、岡山大学、ジョージア工科大学、コロラド大学ボルダー校からなる国際共同研究グループは、有機半導体を用いた整流ダイオードにおいて、920 MHzの交流電力を直流電力に実用的な効率（約5%）で変換することに、世界で初めて成功しました。この周波数はUHF帯に分類され、IoT向けの無線通信への応用が期待されています。優れた整流ダイオードの実現には、錯体カチオン単分子層と電子を局所的に導入する新手法が鍵となりました。本研究は、インク状の材料から低コストな印刷プロセスによって作製できる有機エレクトロニクス素子が、GHz領域でも動作可能であることを示し、新たなパラダイムの開拓につながります。
　本研究成果は、国際科学雑誌「Science Advances」2025年9月19日版に掲載されます

論文情報

雑誌名：Science Advances
題　名： Polymeric microwave rectifiers enabled by monolayer-thick ionized donors
著者名： Nobutaka Osakabe, Jeongeun Her, Takahiro Kaneta, Akiko Tajima, Elena Longhi, Kan Tang, Kazuhiro Fujimori, Stephen Barlow, Seth R. Marder, Shun Watanabe, Jun Takeya^∗, Yu Yamashita^*
DOI: 10.1126/sciadv.adv9952
URL:https://doi.org/10.1126/sciadv.adv9952

■研究助成
本研究の日本における取り組みは、科学技術振興機構（JST） 戦略的創造研究推進事業 CREST研究領域「未踏探索空間における革新的物質の開発（課題番号：JPMJCR21O3）」ならびに日本学術振興会（JSPS） 科学研究費助成事業（課題番号：22H02160、22H04959）の一環として行われました。

＜詳しい研究内容について＞
有機半導体によるUHF帯整流ダイオードの開発―GHz駆動を可能にする有機エレクトロニクスの新展開―


＜お問い合わせ＞
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東京大学大学院新領域創成科学研究科
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物質・材料研究機構（NIMS）
主任研究員　山下　侑（やました　ゆう）
Tel：029-860-4412

岡山大学　学術研究院環境生命自然科学学域
准教授　藤森　和博（ふじもり　かずひろ）
Tel：086-251-8134

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Tel：04-7136-5450

物質・材料研究機構　国際・広報部門　広報室
Tel：029-859-2026

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科学技術振興機構　広報課
Tel：03-5214-8404


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Tel：03-3512-3531