Rylene diimide-based n-type seidonducting polymers for thermoelectronic materials

用于热电子材料的萘嵌二酰亚胺基n型半导体导电聚合物

• 批准号: 19F19037
• 负责人: 瀧宮 和男
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-25 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19F19037/
• 关键词: n型半導体ポリマー; 電界効果トランジスタ; 熱電変換; 電子移動度; パワーファクター

本研究は、n型有機半導体の重要な構成要素となるリレンジイミドを用い、n型高分子半導体の開発に関するものである。熱電変換材料に応用するためにはn型高分子半導体を電子ドープする必要があり、これを実現するには材料自体が低い最低非占有分子軌道（LUMO）エネルギー準位を持つこと（すなわち、電子を受け取りやすいこと）が必須となる。このための分子設計について、外国人特別研究員であるWang博士と受け入れ研究者である瀧宮とが共同で検討を行った。まずは、分子設計において重要なツールとなる量子化学計算に関して、瀧宮が理研のスーパーコンピュータの使用法をWang博士に教授し、高分子のモデルとなる巨大オリゴマーの計算を実施することで、材料高分子のLUMOエネルギー準位、平面性、高分子の主鎖構造などの情報を得た。材料合成を含む実験的研究はWang博士が主体的に行い、その結果の解釈や研究の方向性については、瀧宮とWang博士が議論しつつ研究を進めた。中でも、実験的に決定するのは容易ではない高分子半導体のドープ量の概算法の提案、電気伝導度の温度依存性に関する解釈などは、瀧宮の指導の下Wang博士が計算・解析を行うことで、合理的な説明を与えることが可能となった。また、論文執筆についてもWang博士が初稿を執筆したのちに、協議しつつ瀧宮が改訂する形で進め、最終的にAdvanced Materials誌に研究成果を発表することができた。

This study focuses on the application of important components of n-type organic semiconductors and the use of n-type polymer semiconductors. Thermoelectric conversion materials are used for n-type polymer semiconductors and electronic materials are necessary and the materials are low. The lowest non-occupied molecular orbital (LUMO) is a must. Molecular design by このためについて, foreign special researcher Dr. であるWang, and researcher である泷宫とが are jointly responsible for the research.まずは、Molecular Design においてImportant なツールとなるQuantum Chemistry Calculation に关して、Taki Miyako Riken's usage method is Professor Dr. Wang's, high score子のモデルとなるHUGE オリゴマーのcalculationを実士することで、Material polymerのLUMO's alignment, flatness, and polymer's main lock structure are all in the same place. The research on material synthesis includes the main subject of Dr. Wang's research, the results of the research are analyzed and the directionality of the research is analyzed, and Dr. Takimiya Wang's discussion and research are carried out. The decision-making process of Nakajima and Nakajima is easy, and the proposal of the approximate method for measuring the quantity of polymer semiconductors and the temperature dependence of the electrical conductivity are as follows: It is calculated and analyzed by Dr. Wang under the guidance of Dr. Wang, who is responsible for solving the problem.また、The thesis was written by Dr. WangがThe first draft was written by したのちに、The agreement was revised by Takimiya するshapedで进め、The final version is Advanced Materials will publish the results of its research.

项目成果

Naphthodithiophenediimide-Bithiopheneimide Copolymers for High‐Performance n‐Type Organic Thermoelectrics: Significant Impact of Backbone Orientation on Conductivity and Thermoelectric Performance

用于高性能n型有机热电材料的萘二噻吩二亚胺-联噻吩亚胺共聚物：主链取向对电导率和热电性能的显着影响

• DOI: 10.1002/adma.202002060
• 发表时间: 2020
• 期刊: Advanced Materials
• 影响因子: 29.4
• 作者: Yang Wang;Kazuo Takimiya
• 通讯作者: Kazuo Takimiya

Naphthodithiophenediimide (NDTI)-Based All-Acceptor Polymers for n-Type Organic Thermoelectrics

用于 n 型有机热电材料的萘二噻吩二亚胺 (NDTI) 基全受体聚合物

• 发表时间: 2019
• 作者: Yang Wang;Kazuo Takimiya;Wang Yang
• 通讯作者: Wang Yang