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

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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。