分子軌道の精密制御による高性能n型半導体ポリマーの創出

通过精确控制分子轨道创建高性能n型半导体聚合物

基本信息

  • 批准号:
    22K14745
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.91万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2022-04-01 至 2024-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

研究計画において、強すぎない「適度な」電子欠損性を持つキノキサリンイミド(QI)骨格を基盤に、LUMOが非局在化した高性能n型半導体ポリマーの開発を計画していた。今年度は、量子計算からLUMOの非局在化が最も期待できるQIとチオフェンからなる半導体ポリマーPQITを合成し、その電気化学的・光学的物性を評価した。また、有機電界効果トランジスタ(OFET)を作製し、PQITの電荷輸送性を評価した。電気化学測定によりモノマーとポリマーのエネルギー準位をそれぞれ評価したところ、「適度な」電子欠損性を有するQIモノマーは、それ自身は十分に低いLUMO準位を持たないが、PQITとしてポリマーに組み込まれることではじめて、n型半導体特性を発現しうる低いLUMO準位を示すことが確認できた。すなわち、LUMOの非局在化は、LUMO準位の低下に効果的である可能性は高い。また、PQIT薄膜のX線回折測定では、ポリマーのπスタックに由来する分子間距離が約3.4Åと非常に小さく、高い結晶性を示すことがわかった。この要因として、PQIT三量体モデルの量子計算から、QI骨格とチオフェン環の間の二面角が10°以下と比較的小さく、ポリマー主鎖の共平面性が高いことが挙げられる。さらに、OFETを作製しPQITの電荷輸送性を評価したところ、低いLUMO準位と高い結晶性に起因して、1.0 cm2/Vsを超える高い電子移動度を示すことを確認した。
The research plan is to develop a high-performance n-type semiconductor with a high degree of electron loss and a high degree of electron loss. This year, quantum computing is expected to be the most important part of the non-local transformation of LUMO. The charge transport properties of PQIT are evaluated by the control of OFET. Electric chemistry measurement: low LUMO level: low LUMO level: low LUMO level: The possibility of LUMO non-local transformation and LUMO level lowering is high. The X-ray reflection of PQIT thin films shows that the molecular distance is about 3.4 μ m and the crystallinity is very small. The main reason for this is that the quantum calculation of the PQIT three-dimensional ring is less than 10°, and the coplanarity of the PQIT three-dimensional ring is less than 10°. The charge transport properties of PQIT were evaluated for the low LUMO level, high crystallinity, and high electron mobility.

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Ester-functionalized quinoxaline-based polymers for application in organic photovoltaics
  • DOI:
    10.1016/j.matchemphys.2022.126225
  • 发表时间:
    2022-05
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Tsubasa Mikie;Yuka Iwasaki;I. Osaka
  • 通讯作者:
    Tsubasa Mikie;Yuka Iwasaki;I. Osaka
キノイド型拡張縮環骨格を有する狭バンドギャップ半導体ポリマーの合成と電荷輸送特性
醌型稠环骨架窄带隙半导体聚合物的合成及电荷传输性能
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Nakao Naoya;Saito Masahiko;Mikie Tsubasa;Ishikawa Takumi;Jeon Jihun;Kim Hyung Do;Ohkita Hideo;Saeki Akinori;Osaka Itaru;岩﨑 優佳 ・三木江 翼・尾坂 格
  • 通讯作者:
    岩﨑 優佳 ・三木江 翼・尾坂 格
テトラチエノアセンジオン骨格を有するπ共役系ポリマーの合成と物性
四噻吩并二酮骨架π共轭聚合物的合成及物理性能
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Nakao Naoya;Saito Masahiko;Mikie Tsubasa;Ishikawa Takumi;Jeon Jihun;Kim Hyung Do;Ohkita Hideo;Saeki Akinori;Osaka Itaru;岩﨑 優佳 ・三木江 翼・尾坂 格;松井 和哉・三木江 翼・瀬尾 卓司・家 裕隆・尾坂 格;岩﨑 優佳・三木江 翼・尾坂 格
  • 通讯作者:
    岩﨑 優佳・三木江 翼・尾坂 格
Naphthobispyrazine bisimide-based semiconducting polymers as electron acceptors for all-polymer photovoltaic cells
  • DOI:
    10.1038/s41428-022-00749-2
  • 发表时间:
    2023-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    Kenta Okamoto;Yuka Iwasaki;Tsubasa Mikie;I. Osaka
  • 通讯作者:
    Kenta Okamoto;Yuka Iwasaki;Tsubasa Mikie;I. Osaka
ジチエノナフトビスチアジアゾールを有するπ共役系ポリマーの合成と有機トランジスタ特性
二噻吩萘并双噻二唑π共轭聚合物的合成及有机晶体管性能
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Nakao Naoya;Saito Masahiko;Mikie Tsubasa;Ishikawa Takumi;Jeon Jihun;Kim Hyung Do;Ohkita Hideo;Saeki Akinori;Osaka Itaru;岩﨑 優佳 ・三木江 翼・尾坂 格;松井 和哉・三木江 翼・瀬尾 卓司・家 裕隆・尾坂 格
  • 通讯作者:
    松井 和哉・三木江 翼・瀬尾 卓司・家 裕隆・尾坂 格
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  • DOI:
  • 发表时间:
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  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    尾坂 格
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    田中 拓海;中尾 直哉;斎藤 慎彦;三木江 翼;尾坂 格
  • 通讯作者:
    尾坂 格
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  • 影响因子:
    0
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  • 通讯作者:
    角屋智史・東野寿樹・杉浦栞理・久保和也・佐々木孝彦・瀧宮和男・山田順一
Uniqueness of ground states for nonlinear Schr\"odinger equations with attractive inverse power potential
具有有吸引力的逆幂势的非线性薛定谔方程基态的唯一性
  • DOI:
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    三木江 翼;深澤 愛子;山口 茂弘;尾坂 格;Noriyoshi Fukaya
  • 通讯作者:
    Noriyoshi Fukaya

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