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非対称置換ー非対称骨格型有機半導体の開発

不对称取代-不对称骨架有机半导体的开发

基本信息

批准号：
21K05209
负责人：
井上悟
金额：
$ 2.58万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

有機半導体は、既存の無機半導体では困難な、常温・常圧下で既存の印刷技術を用いて電子デバイスを作製する「プリンテッドエレクトロニクス」を実現するための基本要素となる材料である。中でも剛直なチエノアセン骨格と柔軟なアルキル基が連結した棒状分子有機半導体には、横繋がりの分子層を形成しやすい性質（層状結晶性）があり、キャリア輸送に最適な伝導面を層内方向に沿って構築できることから優れたキャリア輸送特性を示す。本研究ではこのような層状結晶性を有する有機半導体の性能向上を目的に、非対称縮環構造を持つπ電子系骨格に多彩な化学修飾を施した、非対称置換-非対称骨格型の高性能有機半導体の創製を目指す。本年度は、昨年度開発を進めた非対称置換-非対称骨格型有機半導体のデバイス特性の検証、特にアルキル鎖長依存性に関する調査に注力した。中でも、チエノチオフェンに対しベンゼンとナフタレンが左右に縮環することで非対称構造を取るBTNT骨格系では、一連の化合物の結晶構造はアルキル鎖長に依存せず、すべて同形の2分子膜型層状ヘリンボーン構造を形成するにも関わらず、これを用いて作製した単結晶トランジスタの電界効果移動度はアルキル鎖の伸長に応じて顕著な移動度向上効果が確認された。特に、これまでの有機半導体ではあまり用いられることのなかった非常に長いアルキル鎖（n>12）を置換した誘導体では、アルキル鎖の熱揺らぎが大幅に抑制されることで層状結晶性が強化され、世界最高水準の電界効果移動度16cm2/Vsを示す有機単結晶トランジスタを室温で作製可能であることを実証した。以上の成果を応用物理学会、日本化学会にて学会発表を行った（計3件）。

Organic semiconductors are the basic elements for the realization of electronic printing technology at room temperature and normal pressure, compared with existing inorganic semiconductors. In the middle of the layer, there are two layers of rod-like molecules: organic semiconductor, rod-like molecules, rod-like molecules and rod-like molecules. In this study, we aim to create high performance organic semiconductors with asymmetric ring structure, electron system structure, colorful chemical modification, asymmetric substitution-asymmetric structure. This year, the research on the characteristics of asymmetric substitution-asymmetric lattice organic semiconductors has been focused on since the beginning of last year. The crystal structure of BTNT lattice system, a series of compounds, is related to the formation of a two-molecular film-type layered structure. The movement of the crystal structure is confirmed by the upward movement of the crystal structure. In particular, the organic semiconductor has a high mobility of 16 cm2/Vs, which is the highest in the world. The above achievements were developed by the Institute of Physics and the Japan Chemical Society (3 pieces in total)

项目成果

期刊论文数量（16）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

層状有機半導体mono-Cn-BTNT系におけるキャリア輸送性能の長鎖アルキル置換効果

长链烷基取代对层状有机半导体mono-Cn-BTNT体系载流子传输性能的影响

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
井上悟，東野寿樹，田中睦生;宮田稜，荒井俊人，都築誠二，堀内佐智雄，長谷川達生;井上悟，東野寿樹，田中睦生，宮田稜，荒井俊人，熊井玲児，松井弘之，都築誠二，堀内佐智雄，長谷川達生;Shunto Arai;Shunto Arai;二階堂圭，井上悟，都築誠二，荒井俊人，長谷川達生;荒井俊人，吉田海琉，井上悟，関根大輝，小柳恭徳，松原正和，長谷川達生;大野亮汰，小山奏汰，都築誠二，井上悟，荒井俊人，長谷川達生;宮本樹，松岡悟志，原田潤，堤潤也，荒井俊人，井上悟，長谷川達生;飯塚太一，井上悟，荒井俊人，長谷川達生;村田啓人，北原暁，東野寿樹，井上悟，松岡悟志，荒井俊人，長谷川達生;井上悟，東野寿樹，田中睦生，村田啓人，宮田稜，荒井俊人，都築誠二，堀内佐智雄，長谷川達生
通讯作者：
井上悟，東野寿樹，田中睦生，村田啓人，宮田稜，荒井俊人，都築誠二，堀内佐智雄，長谷川達生

非対称置換BTBT-TCNQ 誘導体によるドナーアクセプター型錯体の積層構造と分子間相互作用

不对称取代的BTBT-TCNQ衍生物供体-受体型复合物的堆积结构和分子间相互作用