新規有機アクセプター骨格を用いた超分子n型半導体と金属錯体分子デバイスの開発

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Cu-TCNQ系の薄膜デバイスにおいて、印加電圧の方向によって異なる整流作用が見いだされ、高速度スイッチング素子として興味が持たれるようになってきた。我々の目的は研究室によって独自に開発された新規有機アクセプター骨格をもつTANC(5,6,11,12-tetraazanaphthacene)を用いて(1)合成化学的にTANCを修飾することによって新規n型半導体の機能性をもつ分子骨格の探索(2)高伝導性Cu-TANC高分子錯体の構築とそのデバイス機能の探索(3)TANC骨格に基づいた超分子集積型有機アクセプター分子の開発の3つに絞って研究を提案した。新たにTANC骨格がFET活性をもつことが分かったが、その修飾や超分子デバイスとしての合成は非常に難しいものであった。このTANCとCu^+イオンとの高分子錯体は1次元鎖の配位高分子が積層したシート構造を作る。この錯体は通常のCu^+イオンの錯体とは異なり、TANCのアニオンラジカルを配位子とした高分子錯体であるため、高い電気導電性をもつことが分かった。新たにAg-TANC錯体の合成に成功し、その伝導性について明らかにすることに成功した。また、有機n型材料としての出環系(共役構造の変化)を検討し、いずれもCu錯体化した高伝導性材料の合成を検討してたがなかなか良い結晶は得られなかった。ペンタセン誘導体であるBTANCの合成に成功し、その構造とともにアクセプター性能を明らかにした。しかし、高伝導性の錯体化には成功しなかった。また、N原子が入ることにより溶解性が増し、BTANCはクロロホルムにも溶解するようになる。さらに、DBTANCやHANCなどの新たな出環系や芳香族性を延長したbis-BTANCやbis-NTANCの合成・結晶化を行った。DBTANCやHANCなどはその酸化前駆体までの合成に成功したが、それを酸化して高い芳香属性をもつ化合物の合成・結晶化には成功しなかった。酸化するのに難しい骨格や電子状態があるようである。