光電子特性制御と一次構造制御を両立した高性能半導体高分子の創成

创造具有光电性能控制和一级结构控制的高性能半导体聚合物

• 批准号: 18J21080
• 负责人: 落合 優登
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Yamagata University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-25 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J21080/
• 关键词: ポリチオフェン; 半導体高分子; 立体配座; 一次構造制御; 精密合成; 重縮合; モルフォロジー; 高分子合成; ストレッチャブルエレクトロニクス; 分子量分布; ブロック共重合体; 含フッ素芳香環

精密重合性と光電子特性制御を両立する新奇π共役ビルディングブロックの開発に成功した。令和２年度はm-alkoxy-substituted fluoro-aryl側鎖基を導入した明確な一次構造を有するポリチオフェン誘導体群の特異な温度依存性モルフォロジー変異メカニズムを明らかにした。本研究成果はACS OMEGA誌に掲載された。含フッ素芳香環を有するポリチオフェン誘導体は主鎖立体配座のねじれと側鎖の電子求引性により、一般的なアルキル側鎖基を導入したポリ(3-ヘキシルチオフェン)(-4.9 eV)よりも深いHOMOエネルギー準位(-5.62 eV ~ -5.21 eV)を示した。加えて、ねじれの大きな主鎖立体配座は薄膜状態でも熱処理により簡単に共平面化することを光電子分光法、熱分析、光学特性解析および射入射見広角X線測定により見出した。この熱依存性のモルフォロジー転移挙動は芳香環側鎖上に導入されたアルキル鎖長により決定され、より短いアルキル鎖を有する試料では熱処理による分子間相互貫入の促進に起因したラメラ間隔の縮小が確認された。この考察として、高分子薄膜の熱アニール処理により主鎖立体配座のねじれが増大し、より密なパッキング構造を形成するためであると推測した。一方で、より長いアルキル鎖を有する試料では分子間相互貫入が薄膜の熱処理により減衰し、それに起因したと考えられるラメラ間隔の拡大と主鎖立体配座ねじれの共平面による有効共役長の拡大が観測された。長いアルキル鎖はそれらの立体障害により物理的なスペーサーとして働き、分子間の相互貫入構造の形成が阻害することで主鎖のねじれの緩和と平滑化が熱処理により進行したと考えられる。以上の実証実験およびモルフォロジー変異メカニズムの解明は、半導体高分子の相転移挙動の本質を理解する上で重要なマイルストーンとなることが期待される。

Precision cocoincidence と photoelectronic property control を ryoki する novel π co-operation ビ ディ ディ <s:1> グブロッ <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> the development of に successful た. Make annual は and 2 m - alkoxy - substituted fluoro - aryl side chain base を import し た clear な once tectonic を す る ポ リ チ オ フ ェ ン inductor group の specific な temperature dependency モ ル フ ォ ロ ジ ー - different メ カ ニ ズ ム を Ming ら か に し た. The results of this study are published in に ACS OMEGA and された. Element contains フ ッ aromatic ring を have す る ポ リ チ オ フ ェ ン inductor は master lock stereo match a の ね じ れ と side chain の electronic o lead sex に よ り, general な ア ル キ ル side chain base を import し た ポ リ (3 - ヘ キ シ ル チ オ フ ェ ン) (4.9 eV) よ り も deep い HOMO エ ネ ル ギ ー quasi bits (5.62 eV ~ 5.21 eV)を shows た. Add え て, ね じ れ の big き な master lock stereo match は film state で も hot 処 Richard に よ り Jane 単 に altogether complanation す る こ と を photoelectron spectrometry, thermal analysis, and resolution of the optical properties お よ び see shot into his design Angle X-ray measurement に よ り shows し た. こ の thermal dependence の モ ル フ ォ ロ ジ ー planning 挙 move は aromatic ring on the side chain に import さ れ た ア ル キ ル lock long に よ り decided さ れ, よ り short い ア ル キ ル lock has す を る sample で は hot 処 Richard に よ る mutual penetration between the molecules cause の promote に し た ラ メ ラ narrow interval の が confirm さ れ た. こ の investigation と し て, polymer film の hot ア ニ ー ル 処 Richard に よ り master lock stereo match a の ね じ れ が raised し, よ り dense な パ ッ キ ン を グ structure form す る た め で あ る と speculation し た. Long side で, よ り い ア ル キ ル lock has す を る sample で は mutual penetration between molecular が film の hot 処 Richard に よ り damping し, そ れ に cause し た と exam え ら れ る ラ メ ラ interval の company, main と master lock stereo match ね じ れ の coplanar に よ る long の have sharper in all service company, big が 観 measuring さ れ た. Long い ア ル キ ル lock は そ れ ら の stereo handicap of に よ り physical な ス ペ ー サ ー と し て 働 き の, molecular の injection structure formation が resistance against す る こ と で master lock の ね じ れ の ease と smoothing が hot 処 Richard に よ り for し た と exam え ら れ る. Above の be card be 験 お よ び モ ル フ ォ ロ ジ ー - different メ カ ニ ズ ム の interpret は, semiconductor polymer の phase planning 挙 move を understanding of nature of の す る で important な マ イ ル ス ト ー ン と な る こ と が expect さ れ る.

项目成果

Chain-Growth Horner-Wadsworth-Emmons Condensation Polymerization Initiated with an Aliphatic Aldehyde

用脂肪醛引发的链增长 Horner-Wadsworth-Emmons 缩聚

• DOI: 10.2494/photopolymer.32.73
• 发表时间: 2019
• 期刊: Journal of Photopolymer Science and Technology
• 影响因子: 0.8
• 作者: Keichiro Sato;Eisuke Goto;Yuto Ochiai;and Tomoya Higashihara
• 通讯作者: and Tomoya Higashihara

Synthesis and Deformable Hierarchical Nanostructure of Intrinsically Stretchable ABA Triblock Copolymer Composed of Poly(3-hexylthiophene) and Polyisobutylene Segments

聚(3-己基噻吩)和聚异丁烯链段组成的本质可拉伸ABA三嵌段共聚物的合成和可变形多级纳米结构

• DOI: 10.1021/acsapm.8b00087
• 发表时间: 2019
• 期刊: ACS Applied Polymer Materials
• 影响因子: 5
• 作者: Higashihara Tomoya;Fukuta Seijiro;Ochiai Yuto;Sekine Tomohito;Chino Keisuke;Koganezawa Tomoyuki;Osaka Itaru
• 通讯作者: Osaka Itaru

Incorporation of Conjugated Oligomers for Stretchable Semiconducting Polymers

将共轭低聚物掺入可拉伸半导体聚合物

• 发表时间: 2019
• 作者: Yuto Ochiai;Hung-chin Wu;Naoji Matsuhisa;Tomoya Higashihara;Zhenan Bao
• 通讯作者: Zhenan Bao

含フッ素芳香環側鎖を有するポリチオフェン誘導体群の薄膜状態におけるモルフォロジーの温度依存性

含氟芳环侧链聚噻吩衍生物薄膜态形貌的温度依赖性

• 发表时间: 2018
• 作者: 落合 優登;東原 知哉
• 通讯作者: 東原 知哉

Synthesis of Poly(3-alkylthienylene vinylene) Based on Transition-metal-free and Halogen-free Process and Its Application to Organic Thin-film Transistor

无过渡金属无卤工艺聚(3-烷基噻吩乙烯撑)的合成及其在有机薄膜晶体管中的应用

• 发表时间: 2018
• 作者: Keichiro Sato;Eisuke Goto;Yuto Ochiai;Cheng-Liang Liu;and Tomoya Higashihara
• 通讯作者: and Tomoya Higashihara