含カルコゲンπ共役系のトポロジー制御による新規有機半導体の開発

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ヒュッケル則における8π電子系反芳香族化合物の代表であるシクロオクタテトラエン(COT)は、実際には非平面tub型構造をとるため環状共役せず非芳香族として振舞う。しかし、COTに平面構造を強制すると、反芳香族性を発現することが最近見い出され、平面構造のCOT誘導体には多いに興味が持たれている。これまでに我々は中央に平面性COT骨格を有するシラシクロペンタジチオフェン二量体1を合成し、その平面性COT骨格により大きな反芳香族性が誘起され、それに伴い,HOMO-LUMOギャップが著しく減少するということを明らかにしてきた。本年度はチオフェンのβ位を硫黄で架橋したジチエノチオフェン二量体についてOSi/SiO_2基板上に有機薄膜を真空蒸着により形成させ、金をソース、ドレイン電極とするトップコンタクト型の素子を作製し、半導体特性を検討した。その結果、OTS処理を施した場合に、p型のFET特性を示し、電子移動度μ=4.5×10^<-3>cm^2/Vs、I_<on>/I_<off>=10^5、閾電圧は-25Vという値を示す有機半導体であることを明らかにした。またテトラエチル体についても同様にトップコンタクト型素子を作製しFET特性を測定し、電子移動度μ=1.9×10^<-4>cm^2/Vs、I_<on>/I_<off>=50のp型半導体として振舞うことを明らかにした。