高移動度有機半導体への化学的ドープによる伝導体の構築と熱電材料への応用

高迁移率有机半导体化学掺杂构建导体及其在热电材料中的应用

• 批准号: 15J08805
• 负责人: 貴志 礼文
• 金额: $ 1万
• 依托单位: Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-04-24 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J08805/
• 关键词: 熱電材料; ドナー; アクセプター; フルオロアントラセン

日常生活に隠れたエネルギーを取り出すenergy harvesting技術が近年、注目を集めている。その中でも、廃熱を電気に変換する熱電材料が精力的に研究され始めている。受入研究室ではこれまでに、分子および電子構造に着目して高移動度有機半導体の開発を行ってきた。本研究では高移動度有機半導体へのドープによる高伝導材料の開発および高効率な熱電材料への応用を目指した。まず始めに、新規なp型半導体高分子の合成を検討した。当研究室では大きなπ平面と強いアクセプター性を有するNTzの安定かつ大量合成に成功している。そこで、NTzと各種ドナー性ユニットを組み合わせたドナー・アクセプターポリマーの開発と、そのトランジスタ特性の調査を行った。ドナー部位としては広いπ共役系および高い溶解性を有するIDTを選択した。鈴木-宮浦クロスカッップリング反応によって合成したポリマーはMn = 16000の分子量を有し、400-800 nmと広い吸収帯（バンドギャップ1.65 eV）と、-5.50 eV程度のHOMOレベルを持つことがわかった。得られたポリマーを用いて、スピンコート法を用いてボトムゲート・トップコンタクト型の素子を作成し、その評価を行ったところ、最大で0.11 cm2/Vsのホール移動度を示した。今後はより高分子量の材料を開発することで移動度の向上を目指すとともに、各種ドープの方法を検討し、伝導体の開発を行って行く。また、新規にフルオロアントラセン骨格を有するアクセプター分子 F6-TANT、F8-TANTの合成を検討した。これらのDFT計算から見積もられたLUMO準位はそれぞれ-5.17、-5.24 eVである。それぞれoctafluoroanthracene、decafluoroanthraceneを出発原料として合成を検討した。

Daily life the government に れ た エ ネ ル ギ ー を take り out す energy harvesting technology が in recent years, attention を set め て い る. In そ の で も, heat 廃 を electric 気 に variations in す る thermoelectric materials が energy に research さ れ beginning め て い る. The research laboratory has been engaged in the research of で れまでに れまでに れまでに れまでに れまでに, molecular および, electronic structure に, <s:1> て, high-mobility organic semiconductors <s:1>, development を, and って た た た. Moving this study で は high degrees of organic semiconductor へ の ド ー プ に よ る high 伝 guide material の open 発 お よ び high working rate な thermoelectric materials へ の 応 with を refers し た. Youdaoplaceholder0 begins めに, new regulation な synthesis of p-type semiconductor polymer <s:1> を検 discussion on <s:1> た. When laboratory で は big き な PI strong plane と い ア ク セ プ タ ー sex を have す る NTz の settle か つ large synthetic に successful し て い る. そ こ で, NTz と various ド ナ ー sex ユ ニ ッ ト を group み close わ せ た ド ナ ー · ア ク セ プ タ ー ポ リ マ ー の open 発 と, そ の ト ラ ン ジ ス タ features の survey line を っ た. ド ナ ー parts と し て は hiroo い PI total service department お よ び high dissolving を い す る IDT を sentaku し た. Suzuki - miyaura ク ロ ス カ ッ ッ プ リ ン グ anti 応 に よ っ て synthetic し た ポ リ マ ー は Mn = 16000 の を し, the molecular weight of 400-800 nm と hiroo い suction 収 帯 (バ ン ド ギ ャ ッ プ 1.65 eV) と, degree of 5.50 eV の HOMO レ ベ ル を hold つ こ と が わ か っ た. Have ら れ た ポ リ マ ー を with い て, ス ピ ン コ ー を ト method with い て ボ ト ム ゲ ー ト · ト ッ プ コ ン タ ク ト type の element を し consummate, そ の review 価 を line っ た と こ ろ, maximum で 0.11 cm2 / Vs の ホ ー ル mobile degrees を shown し た. The future は よ り high molecular weight の material を open 発 す る こ と で の mobile degrees upward を refers す と と も に, various ド ー プ の way を beg し 検, 伝 conductor の 発 を line っ て く. ま た, new rules に フ ル オ ロ ア ン ト ラ セ ン bone を have す る ア ク セ プ タ ー molecular F6 - TANT, F8 - TANT の synthetic を beg し 検 た. Youdaoplaceholder2 れら <s:1> DFT calculation ら ら see product られたLUMO level それぞれ それぞれ-5.17, -5.24 eVである. Youdaoplaceholder0 octafluoroanthracene, decafluoroanthraceneを release raw materials と て て synthesis を検 た た た.

项目成果

onathan A. Foster, Richard M. Parker, Ana M. Belenguer, Norifumi Kishi, Sam Sutton, Chris Abell, Jonathan R. Nitschke

奥纳森·A·福斯特、理查德·M·帕克、安娜·M·贝伦格尔、岸纪文、萨姆·萨顿、克里斯·阿贝尔、乔纳森·R·尼奇克

• 发表时间: 2015
• 期刊: Journal of American Chemical Society
• 作者: onathan A. Foster;Richard M. Parker;Ana M. Belenguer;Norifumi Kishi;Sam Sutton;Chris Abell;Jonathan R. Nitschke
• 通讯作者: Jonathan R. Nitschke