テトラベンゾポルフィリンの典型元素錯体化によるn型有機半導体材料の開発

本研究では、テトラベンゾポルフィリン(TBP)を基本骨格として、中心元素と側鎖置換基との複合的な構造修飾による優れたn型有機半導体の開発に取り組んだ。本年度は、まずTBP骨格へのまず中心元素導入の方法を検討した。反応効率の観点から、汎用溶媒への適度な可溶性をもち、合成法が確立し比較的簡便に合成できるTBP誘導体を用いて、種々の中心元素導入を試みた。その結果、軸配位子を有するスズ錯体の合成に成功した。一方、軸配位子の導入によってTBP骨格のパイスタッキングが阻害できるため、化合物の溶解性は向上すると予想していたが、それに反して、得られた錯体の溶解性は極端に低下した。また、軸配位子の違いによっても溶解性に差が生じたことから、軸配位子を介した相互作用によって高次の積層構造を形成している可能性が示唆され、電荷移動度の向上に期待がもてる結果となった。しかし良好な単結晶が得られておらず、実際の結晶構造は明らかになっていないため、今後、結晶化条件を検討して詳細な構造解析を進める予定である。また、中心元素導入に伴う溶解性の低下により、有機電界効果トランジスタ(OFE%T)素子の特性評価が困難になる可能性が生じたため、より溶解性の高い側鎖置換基を有するTBP誘導体の合成にも取り組んだ。その結果、異なる置換基を有するTBP誘導体の合成に成功し、興味深い結晶構造を与えることを見出したため、その化合物のOFET特性の評価も行い、比較的高移動度な材料の開発に成功した。今後は新規TBP誘導体を用いた中心元素導入も検討し、詳細な構造解析を進める予定である。

本研究では、テトラベンゾポルフィリン(TBP)を基本骨格として、中心元素と側鎖置換基との複合的な構造修飾による優れたn型有機半導体の開発に取り組んだ。本年度は、まずTBP骨格へのまず中心元素導入の方法を検討した。反応効率の観点から、汎用溶媒への適度な可溶性をもち、合成法が確立し比較的簡便に合成できるTBP誘導体を用いて、種々の中心元素導入を試みた。その結果、軸配位子を有するスズ錯体の合成に成功した。一方、軸配位子の導入によってTBP骨格のパイスタッキングが阻害できるため、化合物の溶解性は向上すると予想していたが、それに反して、得られた錯体の溶解性は極端に低下した。また、軸配位子の違いによっても溶解性に差が生じたことから、軸配位子を介した相互作用によって高次の積層構造を形成している可能性が示唆され、電荷移動度の向上に期待がもてる結果となった。しかし良好な単結晶が得られておらず、実際の結晶構造は明らかになっていないため、今後、結晶化条件を検討して詳細な構造解析を進める予定である。また、中心元素導入に伴う溶解性の低下により、有機電界効果トランジスタ(OFE%T)素子の特性評価が困難になる可能性が生じたため、より溶解性の高い側鎖置換基を有するTBP誘導体の合成にも取り組んだ。その結果、異なる置換基を有するTBP誘導体の合成に成功し、興味深い結晶構造を与えることを見出したため、その化合物のOFET特性の評価も行い、比較的高移動度な材料の開発に成功した。今後は新規TBP誘導体を用いた中心元素導入も検討し、詳細な構造解析を進める予定である。