π共役ポリマーの一次構造と電荷輸送特性の真の相関解明に関する研究

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π共役ポリマーの電荷輸送特性は一次構造に強く依存するにも関わらず、一次構造を大きく変える構造欠陥(ホモカップリング欠陥)の影響は、ほとんど考慮されてこなかった。本研究では、ホモカップリング欠陥が電荷輸送特性に及ぼす影響と、一次構造と電荷輸送特性の真の相関を明らかにすることを目的に検討を進めている。初年度は、(1)高い電荷輸送特性を示す既知のポリマーのうち、ホモカップリング欠陥を多く含むものの選定とその合成、(2)(1)で選定したポリマーを構造制御合成する手法、(3)構造制御合成を可能とする新たな高選択的重合触媒の開発について検討した。２年目は、(1)(2)で合成したポリマーの特性評価、(3)の反応機構解析を行った。(1)(2)について、初年度には高移動度を示すことが知られているポリマーP1 (36%のホモカップリング欠陥を含む) とホモカップリング欠陥をほとんど含まない(<2%) ポリマーP1*が得られた。２年目ではこれらのポリマーのOTFT特性を比較した。その結果、欠陥を多く含むP1の方が最大で40倍程度高い正孔移動度を示すことがわかった。また、薄膜構造を調べたところ、P1の方が高い結晶性を示すことがわかった。正孔移動度における差は薄膜構造の違いを反映したものであり、また、ホモカップリング欠陥が結晶性の向上に寄与していることが示唆された。(3)について、初年度に開発した塩化アリールによる直接的アリール化用の高活性混合配位子触媒について、その作用機構を明らかにした。すなわち、配位子として使用したXPhosとP(2-MeOC6H4)3は、それぞれC-Cl結合活性化とC-H結合活性化に寄与し、それらの配位子が速やかに交換することにより反応が円滑に進行していることがわかった。