Air-stable and water-resistant n-type organic thermoelectric materials using rational design of molecular-cationic dopant

空気安定性と耐湿性に優れた有機材料ベースの半導体は、有機太陽電池、有機発光ダイオード 、有機薄膜トランジスタ 、およびフレキシブルエレクトロニクスの開発に不可欠である。2022年度は昨年度に引き続き、大気および水性環境でも特性が保持されるn型カーボンナノチューブ（CNT）フィルムの開発とその有機熱電特性を経時的に調べることを目的とした。特に、界面活性剤および電子供与性化合物をCNTに対するドーパントとして徹底的最適化することを検討し、以下の成果が得られた。なお、これらの成果は既に学術雑誌に投稿され、受理された。・ドーパント領域を拡大させ、むき出しのナノチューブの比表面積を小さくすると、酸素がアクセスできる領域が減少する。これにより、酸素自動酸化反応が抑制され、n 型 CNT の空気安定性と電力特性が改善されることがわかった。(ACS Appl. Electron. Mater. 2022, 4, 3, 1153-1162)・ジェミニ界面活性剤の分子吸着能が優れているため、分子ラッピングCNTにおいては、特徴的で魅力的な二重の空気/水耐性が得られる。この結果、ナノチューブはn型熱電変換能を維持できる。（Carbon Energy. 2022, 1-13）・通常、オキシエチレン系化合物はnドーパントとしては適さないことが一般的であったが、これに長鎖アルキル基を導入することで、優れたドーパント効果を得ることができる。(Energy Adv., 2023, 2, 86-90)

空気安定性と耐湿性に優れた有機材料ベースの半導体は、有機太陽電池、有機発光ダイオード 、有機薄膜トランジスタ 、およびフレキシブルエレクトロニクスの開発に不可欠である。2022年度は昨年度に引き続き、大気および水性環境でも特性が保持されるn型カーボンナノチューブ（CNT）フィルムの開発とその有機熱電特性を経時的に調べることを目的とした。特に、界面活性剤および電子供与性化合物をCNTに対するドーパントとして徹底的最適化することを検討し、以下の成果が得られた。なお、これらの成果は既に学術雑誌に投稿され、受理された。・ドーパント領域を拡大させ、むき出しのナノチューブの比表面積を小さくすると、酸素がアクセスできる領域が減少する。これにより、酸素自動酸化反応が抑制され、n 型 CNT の空気安定性と電力特性が改善されることがわかった。(ACS Appl. Electron. Mater. 2022, 4, 3, 1153-1162)・ジェミニ界面活性剤の分子吸着能が優れているため、分子ラッピングCNTにおいては、特徴的で魅力的な二重の空気/水耐性が得られる。この結果、ナノチューブはn型熱電変換能を維持できる。（Carbon Energy. 2022, 1-13）・通常、オキシエチレン系化合物はnドーパントとしては適さないことが一般的であったが、これに長鎖アルキル基を導入することで、優れたドーパント効果を得ることができる。(Energy Adv., 2023, 2, 86-90)