ヨウ素-ヨウ素相互作用による分子配向制御を用いたC-I結合解離電子材料の創製

通过碘-碘相互作用控制分子取向创建 C-I 键解离电子材料

• 批准号: 22KJ0328
• 负责人: 松永 周
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Yamagata University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ0328/
• 关键词: 有機半導体材料; π共役系; 非対称チエノアセン; ヨウ素; ハロゲン-ハロゲン相互作用

有機電界効果トランジスタ(OFET)は有機結晶材料を用いた代表的な電子デバイスであり、軽量性やフレキシビリティー性に優れることから近年精力的に研究が進められている。特に、有機化合物の特徴を活かした塗布法による素子作製はプリンテッドエレクトロニクスに必要な基本技術であり、高い溶解性を持つ材料の開発が求められている現状がある。本研究では、新規非対称型チエノアセンとして縮環構造の異なる4種類のジベンゾチエノチオフェン(DTBT1、DTBT2、DTBT3、およびDTBT4)とこれらをジヨウ素化したDI-DTBT1、DI-DTBT2、DI-DTBT3、およびDI-DTBT4を合成し、薄膜および単結晶構造解析による分子配向性の調査と溶液法によるFET素子を作製し電荷輸送特性を評価した。合成したDTBT異性体およびDI-DTBT異性体を用いて溶液剪断法により素子を作製したところ、DI-DTBT異性体においてDTBT異性体より良好な電荷輸送特性を示しFET特性として優れることが明らかになった。また、単結晶X線構造解析と薄膜X線回折は、DI-DTBT異性体においてヨウ素-ヨウ素相互作用により電荷輸送に有利な分子配向性であった。さらに、チエノアセンの組み合わせによって分子軌道の形状からそれぞれθ型およびγ型構造の分子配向性を調整できることが示唆された。本結果は、ヨウ素を用いた分子設計指針の有用性を支持するだけでなく、ヨウ素-ヨウ素相互作用と分子軌道分布が協働的に分子配向性へ寄与することを示している。ヨウ素化非対称チエノアセンを基盤とする塗布型有機半導体材料のさらなる展開が期待される。

Organic crystalline materials (OFET) are representative of organic crystalline materials and have been studied extensively in recent years. Characteristics of organic compounds, coating methods, basic techniques for the preparation of organic compounds, and development of materials with high solubility. In this study, four types of FET elements (DTBT1, DTBT2, DTBT3, DTBT4) were synthesized, and molecular alignment, solution method, FET element preparation, and charge transport characteristics were evaluated. DTBT heteromorphs were synthesized by solution shearing method, and good charge transport characteristics of DTBT heteromorphs were demonstrated. X-ray structural analysis of crystals, X-ray reflection of thin films, DI-DTBT heteromorphs, and molecular alignments for charge transport The shape of molecular orbitals is changed from theta type to gamma type. These results support the usefulness of molecular design guidelines for molecular interaction, molecular orbital distribution, and molecular alignment. The development of coated organic semiconductor materials is expected to be achieved by coating the substrate with a high degree of transparency.

项目成果

ヨウ素-ヨウ素相互作用による非対称チエノアセン系有機トランジスタ材料の分子配向制御

通过碘-碘相互作用控制不对称噻吩并苯有机晶体管材料的分子取向

• 发表时间: 2022
• 作者: 柳下晴也;岡本和樹;郷康広;池谷裕二;佐々木拓哉;松永 周，羽佐田 麻衣，蓮見 翔，熊木 大介，時任 静士，片桐 洋史;松永 周;松永 周，羽佐田 麻衣，蓮見 翔，小川雄太，熊木 大介，時任 静士，片桐 洋史;松永 周，羽佐田 麻衣，蓮見 翔，熊木 大介，時任 静士，片桐 洋史
• 通讯作者: 松永 周，羽佐田 麻衣，蓮見 翔，熊木 大介，時任 静士，片桐 洋史

ヨウ素-ヨウ素相互作用を活用した塗布型有機半導体の分子配向制御

利用碘-碘相互作用控制涂层有机半导体的分子取向

• 发表时间: 2022
• 作者: 柳下晴也;岡本和樹;郷康広;池谷裕二;佐々木拓哉;松永 周，羽佐田 麻衣，蓮見 翔，熊木 大介，時任 静士，片桐 洋史;松永 周;松永 周，羽佐田 麻衣，蓮見 翔，小川雄太，熊木 大介，時任 静士，片桐 洋史
• 通讯作者: 松永 周，羽佐田 麻衣，蓮見 翔，小川雄太，熊木 大介，時任 静士，片桐 洋史

山形大学大学院理工学研究科 片桐研究室

山形大学研究生院理工学研究科片桐实验室

含ハロゲン有機半導体材料

含卤素有机半导体材料

• 发表时间: 2022

ジヨード置換非対称チエノアセン異性体の結晶構造とFET特性

二碘取代不对称噻吩并苯异构体的晶体结构和FET性能

• 发表时间: 2023
• 作者: 柳下晴也;岡本和樹;郷康広;池谷裕二;佐々木拓哉;松永 周，羽佐田 麻衣，蓮見 翔，熊木 大介，時任 静士，片桐 洋史
• 通讯作者: 松永 周，羽佐田 麻衣，蓮見 翔，熊木 大介，時任 静士，片桐 洋史