Development of polymer semiconductors and study of thin film morphology in high-temperature organic devices

聚合物半导体的发展及高温有机器件中薄膜形貌的研究

• 批准号: 22K05047
• 负责人: 芦沢 実
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K05047/
• 关键词: 高温有機半導体; 金属錯体ポリマー; ジチオレン配位子; 電気伝導度; 熱起電力; 半導体ポリマー; 薄膜構造; 分光学測定; 電界効果トランジスタ

高温下で安定に動作する有機デバイスを実現する新規な有機金属錯体ポリマーを開発することを目的としている。本年度は鍵となる配位子の合成を行った。シアノエチル基を保護基として用いた１，３ジチオールチオン骨格と、チオエフェン及びチエノチオフェンのアルデヒド体をトリエチルホスファイトを用いてカップリング反応によりジチオレン系配位子を1段階で合成した。その後シアノエチル基を塩基で脱保護して、ニッケル塩と反応させることで標的のジチオレンを配位子とするニッケル錯体ポリマーの合成に成功した。ここで種々の脱保護する塩基やニッケル塩を検討し、反応条件を最適化した。合成したニッケル錯体は元素分析を行って評価した。さらに合成した錯体のペレットを作成し、４端子法を用いて室温での電気伝導度の評価を行った。その結果いずれの錯体も１０S/cm程度の比較的良好な導電性を示した。この導電性は、金属錯体ポリマーの電子供与部位と電子受容部位の間の自己ドープに起因していると考えている。また現在は室温での熱起電力測定を行うとともにキャリアがホールか電子かを評価している段階にある。合成したニッケル錯体ポリマーは、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシドなどの極性溶媒に比較的溶解性があり、溶液プロセスでの薄膜の作成に成功した。またチオフェンやチエノチオフェンなどのスペーサーを含まないリファレンスとなる、ニッケル錯体ポリマーの合成を行った。

目的是开发新型的有机金属复合聚合物，这些聚合物实现在高温下稳定运行的有机设备。今年，我们进行了关键配体的合成。使用三乙烯和硫硫氰基苯基的醛和醛形式的1,3二硫代骨骼骨骼通过使用三乙基磷酸盐的偶联反应，合成了硫芬和硫噻吩的醛形式。然后将蓝乙基基团与碱脱离，并与镍盐反应，以成功合成镍复合物聚合物作为配体。在这里，研究了各种脱离的碱和镍盐，以优化反应条件。通过进行元素分析评估合成的镍配合物。此外，制备合成复合物的颗粒，并使用四端方法在室温下评估电导率。结果，所有配合物均表现出相对较好的电导率，约10 s/cm。据信，这种电导率是由于金属复合物聚合物的电子和电子受感受位点之间的自兴趣所致。此外，目前的阶段目前正在室温下进行，并且正在评估载体是孔还是电子。合成的镍复合物聚合物相对溶于极性溶剂，例如二甲基甲酰胺和二甲基硫氧化物，并且能够使用溶液过程成功制备薄膜。此外，合成了镍复合物聚合物，该聚合物被用作参考，不含硫芬或噻吩噻吩等垫片。