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

• 批准号: 22K14745
• 负责人: 三木江 翼
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Hiroshima University
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14745/
• 关键词: n型半導体ポリマー; π共役系化合物; 電子輸送性材料; 有機電界効果トランジスタ; 半導体ポリマー; π共役系材料; イミド化合物; 有機エレクトロニクス

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 program is based on the high-performance n-type semispherical system, which is used to improve the performance of the high-performance n-type semiconductor. the research program is designed to improve the performance of the high-performance n-type hemispherical system (QI), and the LUMO is in the process of developing a high-performance n-type semi-conductor system. This year, we are looking forward to the optical properties of LUMO synthesis of semiconductors and electrochemistry. This year, we are looking forward to the optical properties of PQIT synthesis and electrical chemistry. In the field of electricity and machinery, the power supply system (OFET) is in operation and PQIT is in charge of electricity transmission. Electrical chemistry measurement results show that there is a high level of electrical activity in the system, that is, the temperature of the QI is very low, the temperature is very low, the LUMO is very low, and the temperature is very low. The n-type hemispherical properties show that the LUMO alignment is low. There is a high probability that the results are not in progress, LUMO is not in progress, and the LUMO alignment is low. The X-ray of PQIT thin film is measured by X-ray, and the molecular distance is about 3.4%. The high crystallinity shows that the molecular distance is very small. The reason for this is that the dihedral angle of the environment is less than 10 °due to the fact that the dihedral angle of the dihedral angle is less than 10 °. The main reason is that it is more planar than the PQIT three-dimensional quantum computing system, the QI three-dimensional quantum calculation system, the environmental environment environment, the dihedral angle less than 10 °. The temperature and OFET devices are responsible for the PQIT charge transmission cycle, the low LUMO calibration, the high temperature, and the 1. 0 cm2/Vs, respectively, for the high temperature and mobility of electrons.

项目成果

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: Materials Chemistry and Physics
• 影响因子: 4.6
• 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

• 发表时间: 2022
• 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

• 发表时间: 2022
• 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: Polymer Journal
• 影响因子: 2.8
• 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

• 发表时间: 2022
• 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