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新奇分子トポロジーを活用した有機半導体材料の創製と有機トランジスタへの展開

利用新颖的分子拓扑创建有机半导体材料和有机晶体管的开发

基本信息

批准号：
18J22297
负责人：
森達哉
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では新奇分子トポロジーを基盤とした高性能有機半導体の創出を目的とした。従来材料はパイ共役コアが一次元に伸長した対称性の高い骨格に基づいたものが多い。直線状の共役の拡大によりエネルギー準位の調整や高い結晶性の実現が容易であることなどのメリットがあるが、一方で溶解性が低下し分子設計が狭められる点が課題であった。したがって、従来研究とは一線を画す分子骨格に基づいて高い半導体性能を達成できれば大きな価値がある。本研究はまずU字型骨格を有するヘテロアセンを創製した。これらの分子は高い溶解性と結晶性を兼ね備えており、簡便な溶液プロセスにより広範囲に渡って結晶性薄膜を形成することが可能であった。さらに固体中でユニークな二分子膜構造を形成していることが明らかになった。種々の実験や量子化学計算により、U字型の縮環様式が特異な凝集構造の形成に起因していることが分かった。これらの薄膜を活性層として用いた有機トランジスタはアモルファスシリコンに匹敵する優れたキャリア移動度を示した。さらに、得られた知見をもとに有機薄膜電池のアクセプター材料の開発を行った。優れたキャリア移動度と吸収特性を示す多環縮環分子は広く用いられてきたが、ブレンド膜における適切なモルフォロジーの形成が課題となっていた。これまでの研究に基づき開発したヘリカルな分子形状を有する分子群は、単膜とブレンド膜の両方において適切な結晶性およびモルフォロジーが形成されていることが明らかになった。その結果、比較化合物を大きく上回る光電変換特性を示し、分子設計の有効性が示された。以上のように、本研究ではこれまで注目されてこなかった新奇な分子トポロジーを基盤とした新しい設計指針を開拓することができた。当該分野における従来の課題を克服できるだけでなく、さらに多様な高性能有機半導体材料の開発に繋がると期待できる。

In this study, novel molecules are used to develop high-performance semi-organic compounds. Since the material is used together, it can be used to increase the strength of the bone structure. It is easy to realize that it is easy to change the temperature of the high temperature, the temperature, the temperature and the temperature. The purpose of this paper is to study the molecular skeleton in the first line, and to improve the performance of the semi-solid. In this study, there are some U-shaped bones in this study. Because of the high solubility of the molecules, the high solubility of the crystals and the formation of the crystalline thin films in the solution, the formation of the crystalline films is not possible. The bilayer film is fabricated in the solid to form the bilayer. A variety of quantum chemical calculations have been carried out to calculate the cause, the cause, and the specific agglutination of the U-shaped and U-shaped structures. In order to improve the activity of the thin film, it is necessary to use the machine to show the mobility of the film. It is necessary to contact the local film cell to sell the materials and start the operation of the bank. The degree of mobility absorption property shows that multiple molecules are used to form a problem in which the membrane is cut and the membrane is cut. In the basic research, there are many molecular shapes, such as molecular groups, thin films, thin films and thin films. The results showed that the optical properties of the compounds were higher than that of the compounds, and the molecular designs showed that the properties of the compounds were higher than that of the compounds. The above information and this study pay close attention to the development of new and innovative molecular science and technology. When this field is used to solve the problem, it is necessary to improve the performance of high-performance semi-organic materials.