Development of a Simple and Scalable Method for Organic Semiconductor Single Crystal Growth and Formation of Multi-Single Crystal Thin Films for Applications in Field-Effect Transistor-Based Devices.

开发一种简单且可扩展的方法,用于有机半导体单晶生长和多单晶薄膜的形成,用于基于场效应晶体管的器件。

基本信息

  • 批准号:
    22K14293
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.91万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2022-04-01 至 2024-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

A novel method for single-crystal (SC) growth, called "indirect sublimation," was successfully used to grow crystals of 1,3,6,8-tetrakis(methylthio)pyrene (MT-pyrene), MS-pyrene, rubrene, DNTT, and pentacene. High-coverage uniform crystals were obtained for MT- and MS-pyrene, which were transferred to a substrate using a rubbing machine to create a high-coverage multi-SC (MSC) film for device applications. MSC film-based organic field-effect transistors (OFETs) using MT-pyrene showed good on/off characteristics and high carrier mobilities (>20 cm2 V-1 s-1), comparable to SC devices (30 cm2 V-1 s-1).The development of novel high-mobility organic semiconductor materials was also performed, with a focus on designing molecules with brickwork crystal structures similar to MT-pyrene. A simulation algorithm was developed to accurately predict known brickwork-related crystal structures (MT- and MS-pyrene), and it was applied to the design of 1,3,8,10-tetrakis(methylthio)peropyrene (MT-peropyrene), which was synthesized and evaluated. SC-OFETs made with MT-peropyrene showed very high mobilities (30 cm2 V-1 s-1).Further optimization of the indirect sublimation method for MT-peropyrene and other materials, as well as fabrication of OFET-based devices such as pseudo-CMOS inverters, is ongoing. Additionally, novel material screening and development are being performed.
一种称为“间接升华”的单晶 (SC) 生长新方法已成功用于生长 1,3,6,8-四(甲硫基)芘 (MT-芘)、MS-芘、红荧烯、 DNTT 和并五苯。 MT-和MS-芘获得了高覆盖率均匀晶体,使用摩擦机将其转移到基材上,形成用于器件应用的高覆盖率多SC (MSC) 薄膜。使用 MT-芘的基于 MSC 薄膜的有机场效应晶体管 (OFET) 显示出良好的开/关特性和高载流子迁移率 (>20 cm2 V-1 s-1),与 SC 器件 (30 cm2 V-1 s-1) 相当。 1).新型高迁移率有机半导体材料的开发,重点是设计具有类似于MT-芘的砖砌晶体结构的分子。开发了一种模拟算法来准确预测已知的砖砌相关晶体结构(MT-和MS-芘),并将其应用于1,3,8,10-四(甲硫基)芘(MT-芘)的设计,对其进行了合成和评估。用MT-peropyrene制成的SC-OFET表现出非常高的迁移率(30 cm2 V-1 s-1)。进一步优化MT-peropyrene和其他材料的间接升华方法,以及基于OFET的器件的制造,例如伪-CMOS反相器,正在进行中。此外,新材料的筛选和开发正在进行中。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
高移動度有機半導体材料探索:構造-物性相関と結晶構造予測
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Kanazawa Kiseki;Bulgarevich Kirill;Kawabata Kohsuke;Takimiya Kazuo;Bulgarevich Dmitrievich Kirill;Bulgarevich Dmitrievich Kiril;Kirill Bulgarevich
  • 通讯作者:
    Kirill Bulgarevich
What Defines a Crystal Structure? Effects of Chalcogen Atoms in 3, <scp>7‐Bis</scp> (methylchalcogeno)benzo[1,2‐ <i>b</i> :4,5‐ <i>b</i> ′] <scp>dichalcogenophene‐Based</scp>
什么定义了晶体结构? 3, <scp>7-Bis</scp> (甲基硫属元素)苯并[1,2- <i>b</i> :4,5- <i>b< /i> ′] <scp>基于二硫族基因酚</scp>
  • DOI:
    10.1002/cjoc.202200302
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.4
  • 作者:
    Takimiya Kazuo;Bulgarevich Kirill;Sahara Kamon;Kanazawa Kiseki;Takenaka Hiroyuki;Kawabata Kohsuke
  • 通讯作者:
    Kawabata Kohsuke
1,3,6,8-Tetrakis(methylchalcogeno)pyrenes: Effects of Chalcogen Atoms on the Crystal Structure and Transport Properties
  • DOI:
    10.1021/acs.chemmater.2c01544
  • 发表时间:
    2022-07
  • 期刊:
  • 影响因子:
    8.6
  • 作者:
    Kirill Bulgarevich;S. Horiuchi;Takuya Ogaki;K. Takimiya
  • 通讯作者:
    Kirill Bulgarevich;S. Horiuchi;Takuya Ogaki;K. Takimiya
In-silico crystallization: メチルカルコゲノピレンのbrickwork型構造の計算による再現
计算机模拟结晶:甲基硫属芘砖砌结构的计算再现
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Kanazawa Kiseki;Bulgarevich Kirill;Kawabata Kohsuke;Takimiya Kazuo;Bulgarevich Dmitrievich Kirill;Bulgarevich Dmitrievich Kiril
  • 通讯作者:
    Bulgarevich Dmitrievich Kiril
Bandlike versus Temperature-Independent Carrier Transport in Isomeric Diphenyldinaphtho[2,3-b:2′,3′-f]thieno[3,2-b]thiophenes
  • DOI:
    10.1021/acsmaterialslett.2c00084
  • 发表时间:
    2022-03
  • 期刊:
  • 影响因子:
    11.4
  • 作者:
    K. Takimiya;Kirill Bulgarevich;S. Horiuchi;Aoi Sato;Kohsuke Kawabata
  • 通讯作者:
    K. Takimiya;Kirill Bulgarevich;S. Horiuchi;Aoi Sato;Kohsuke Kawabata
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  • 影响因子:
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  • 通讯作者:
    Takeuchi Masayuki
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  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Takimiya Kazuo;Bulgarevich Kirill;Horiuchi Shingo;Sato Aoi;Kawabata Kohsuke;Kentaro Tanaka;Hiroaki Suzuki
  • 通讯作者:
    Hiroaki Suzuki
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  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
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    Bulgarevich Kirill;坂本謙二;三成剛生;安田剛;三木一司
  • 通讯作者:
    三木一司
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Bulgarevich Kirill;坂本謙二;三成剛生;安田剛;三木一司;竹内正之;川﨑忠寛,佐々木祐生,西藤哲史, 桑原彰秀,右京良雄,幾原雄一
  • 通讯作者:
    川﨑忠寛,佐々木祐生,西藤哲史, 桑原彰秀,右京良雄,幾原雄一
液晶性高分子-有機トランジスタの素子特性のばらつき評価
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    坂本謙二;Bulgarevich Kirill;三成剛生;安田剛;三木一司
  • 通讯作者:
    三木一司

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  • 批准号:
    20K22421
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 2.91万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Research Activity Start-up

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    22KJ0948
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 2.91万
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    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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  • 资助金额:
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  • 批准号:
    22H02055
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 2.91万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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