新規n型半導体材料としてフッ素原子を有するπ共役オリゴマーの合成・機能評価

新型n型半导体材料含氟π共轭低聚物的合成及功能评价

• 批准号: 08J04545
• 负责人: 二谷 真司
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J04545/
• 关键词: π共役オリゴマー; n型半導体材料; 電界効果トランジスタ; 電子陰性オリゴマー; 構造有機化学; 電解効果トランジスタ

新規なn型有機半導体材料として、芳香族化合物を電子求引性基で架橋したπ共役オリゴマーを合成した。母骨格となる芳香族化合物には、チオフェン、ベンゼン、より電子受容性の高いチアゾール及びこれらの混合系を用いた。さらに、電子求引性基としてフルオロアルキル基のみならずカルボニル基も導入した。得られた化合物については、X線結晶構造解析による分子の平面性と結晶中での分子配列の評価、サイクリックボルタンメトリー法による酸化還元電位測定、電子スペクトル・蛍光スペクトル測定による共役拡張性の評価を行った結果、優れた平面性・分子配列・電子親和性・共役拡張性が明らかとなった。さらに、スピンコート法を用いて、合成した化合物を有機半導体層(活性層)とする素戸を作製して、電界効果トランジスタ(FET)特性を評価を行ったところ、期待通りの良好なn型FET特性を示した。カルボニル基で架橋したビチアゾールを有する化合物については、配向性の高い有機薄膜を形成し、n型としては珍しい大気安定性を示した。以上、本研究から得られた結果より、電子親和性や分子配向などの基礎物性とFET特性の相関関係が明らかとなった。特に、分子中にカルボニル基を有する化合物については優れた性能が得られており,今後の分子設計指針に対する指標となる。n型有機半導体の開発は未だ発展途上であり、今回得られた研究データは有機半導体材料の実用化に向けた大きな前進となりえる。

New n-type organic semiconductor materials and aromatic compounds are synthesized by electron selective bridging. The parent aromatic compounds are used in high electron receptivity and mixed systems. In addition, the electronic base is introduced into the electronic base. X-ray crystal structure analysis, evaluation of molecular planarity, molecular alignment in crystallization, acidification reduction potential measurement, electron fluorescence measurement, evaluation of high tension, evaluation of high tension, optimization of planarity, molecular alignment, electron affinity, high tension, etc. The organic semiconductor layer (active layer) is synthesized by using the above method, and the n-type FET characteristics are expected to be evaluated. The formation of highly oriented organic thin films and the high stability of these compounds are demonstrated. The correlation between electron affinity energy, molecular alignment and basic physical properties and FET characteristics is discussed. Special, molecular, and organic compounds have excellent properties, and future molecular design guidelines are available. The development of n-type organic semiconductors has not yet been developed, and now it is necessary to study the development of organic semiconductor materials.

项目成果

パーフルオロアシル基を導入したポリチオフェンの開発

引入全氟酰基的聚噻吩的研制

• 发表时间: 2008

Development of Conjugated Oligomers Based on Carbonyl-Bridged Bithiazole for Solution-Processable n-Type OFET Materials

用于可溶液加工的 n 型 OFET 材料的基于羰基桥联噻唑的共轭低聚物的开发

• 发表时间: 2010
• 作者: Masashi Nitani;Yutaka Ie;Yoshio Aso
• 通讯作者: Yoshio Aso

カルボニル架橋ビチアゾールを導入したオリゴマーの創製

制备掺有羰基桥联噻唑的低聚物

• 发表时间: 2008

Comprehensive Evaluation of Electron Mobility for a rifluoroacetyl-Terminated Electronegative Conjugated Oligomer

三氟乙酰基封端的负电性共轭低聚物的电子迁移率综合评价

• 发表时间: 2009
• 期刊: J.Phys.Chem.C 113
• 作者: Yutaka Ie;Masashi Nitani;Takafumi Uemura;Yukihiro Tominari;Jun Takeya;Yoshihito Honsho;Akinori Saeki;Shu Seki;Yoshio Aso
• 通讯作者: Yoshio Aso

パーフルオロアシル基を導入した電子受容性ポリチオフェンの合成と物性

引入全氟酰基的受电子聚噻吩的合成及物理性能

• 发表时间: 2009
• 作者: Masashi Nitani;Yutaka Ie;Yoshio Aso;二谷真司
• 通讯作者: 二谷真司