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Development of self-healing semiconducting polymers by three-dimensional topological control

通过三维拓扑控制开发自修复半导体聚合物

基本信息

批准号：
21KK0251
负责人：
東原知哉
金额：
$ 9.98万
依托单位：
Yamagata University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (A))
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022 至 2024
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21KK0251/
关键词：
半導体高分子分岐構造有機エレクトロニクス

项目摘要

我が国では、超少子高齢化社会に向け、遠隔医療や遠隔診断のためのデジタル化・オンライン化を推進する必要がある。本研究では、上記技術の革新に資する「有機半導体の伸縮化と自己修復化」に焦点を当て、採択課題の「シーケンス制御ブロック共重合体群の創成と伸縮性有機薄膜トランジスタへの応用」(基盤研究B @2021.4～2024.3)に関する研究を発展させることを目的とした。令和4年度の研究では、鎖中にアルキニル基を有するポリスチレン(PS)-b-ポリ(3-ヘキシルチオフェン)(P3HT)と鎖末端にアジド基を有するポリ(n-ブチルアクリレート)(PnBA)との銅触媒によるアジド-アルキン環化付加反応により、新規H型分岐コポリマーの合成に成功した。従って、本手法により、半導体高分子鎖への特殊分岐構造の導入が可能であることが証明された。得られたH型分岐コポリマーは、薄膜状態において、低いガラス転移温度をもつ内側のPnBAセグメントにより低い弾性率を示し、かつ、外側のPS-b-P3HTセグメントにより良好な光トランジスタメモリ特性を示すことが分かった。また、書き込み-読み出し-消去-読み出しのサイクルにおける優れたメモリ特性、広いメモリウィンドウ、高いON/OFF比、及び優れたON/OFF保持特性を示した。また、本ポリマー薄膜に100％の伸長歪を印加しても、全くクラックのないモルフォロジーが得られ、大きな相分離ドメインの変形により応力が分散され、短距離のラメラ結晶構造が維持されたことを示唆する結果を得た。この結果は、H型分岐コポリマーを用いた本質的に伸縮可能な有機エレクトロニクスデバイス創成のための先駆的な分子設計指針を与えるものである。

Our country is facing the urgent need to promote the development of a highly developed society, including telemedicine and remote diagnosis. This research is focused on the topic of "the creation of flexible organic thin films and their applications"(Substrate Research B@2021.4 ~2024.3), which is the focus of the above-mentioned technical innovation project "stretching and self-repair of organic semiconductors". In 2003 and 2004, the synthesis of copper catalyst PS-b-p (3-p)-p (3-p (3-p)-p (3-p)-p ( This method proves that it is possible to introduce special branching structures into semiconductor polymer chains. The H-type P3HT has been obtained from PnBA and PS-b-P3HT. The PnBA and PS-b-P3HT have been obtained from PS-b-P3HT. The high ON/OFF ratio and the high ON/OFF retention characteristics are shown in the following table. In addition, 100% elongation of the thin film was obtained, and the force distribution of the large phase separation was obtained, and the crystal structure of the short distance was maintained. The result is that the H-type bifurcation can be used to expand the molecular design of the organic polymer.