新規なアンバイポーラ有機半導体材料の開発に関する研究

新型双极性有机半导体材料的开发研究

基本信息

批准号：
25888018
负责人：
渡邊源規
金额：
$ 1.75万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
财政年份：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013-08-30 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-25888018/
关键词：
有機材料有機エレクトロニクス有機色素有機トランジスタ

项目摘要

本研究ではアンバイポーラ能を有する新規機能性有機色素材料の探索を目的とし、材料の分子設計、開発、並びにその物性研究を目的として行った。研究では、研究者がこれまでに研究を続けてきた、高い正孔輸送能を有する「アセン」骨格に、電子輸送能を有する骨格を組み込むことで新規なアンバイポーラ材料を開発する計画であり、この際、研究の促進を期待して分子計算によるアプローチを行った。理論計算では、材料のエネルギー準位、スペクトルの吸収位置、そして、電荷輸送の際に最も重要なファクターである、分子構造の「再配列エネルギー」を調べることができる。この計算アプローチは本研究を行う九州大学のスーパーコンピュータシステムを利用した。アプローチの結果、数種の骨格導入が、アンバイポーラ能の発現に有用であることが期待された。例えばアセン骨格の両末端にフラン環を導入した「ジフラノアセン」誘導体では、環縮合数の増加に伴い、正孔・電子輸送の際の再配列エネルギーが減少し、アンバイポーラ能を発現する事が期待された。この結果を元に、実際に材料を合成し、環縮合数が６つであるジフラノテトラセンおよび７つであるジフラノペンタセンの誘導体を新規に合成した。これら化合物群は、結晶・溶液中で、暗室下において非常に安定であり、材料として有用であることが期待された。さらに、環縮小に伴い吸収スペクトルは長波長側へシフトし、エネルギーギャップが狭まることが示唆された。これは実際にサイクリックボルタンメトリーにより確認でき、アンバイポーラ能を持つ可能性が高いことが実験的にも期待された。今後は、これら材料を用いたデバイス展開を行っていく予定である。さらに、他の新規な骨格を含んだアセン類の合成検討も進行しており、これらに関しても同様の測定とデバイス展開を行っていく。これら結果は１報の論文と３件の学会発表を行い、研究成果の発表を行った。

本研究的目的是寻找具有双极性特性的新型功能性有机染料材料，并进行该材料的分子设计、开发及其物理性能研究。在研究中，研究人员计划通过将具有电子传输能力的骨架融入到具有高空穴传输能力的“并苯”骨架中来开发一种新型双极性材料，目前我们已经研究了这种材料。希望促进研究的分子计算方法。理论计算可以研究材料的能级、光谱中的吸收位置以及分子结构的“重排能”，这是电荷传输中最重要的因素。这种计算方法利用了进行这项研究的九州大学的超级计算机系统。由于这种方法，预计几种类型支架的引入将有助于表达双极性能力。例如，在并苯骨架的两端导入了呋喃环的“二呋喃并苯”衍生物中，空穴/电子传输时的重排能随着环的缩合数的增加而降低，预计表现出双极性能力。完毕。在此基础上，实际合成了材料，新合成了六环缩合二呋喃并四烯和七稠环二呋喃并五苯的新衍生物。这些化合物在晶体、溶液和黑暗中都非常稳定，预计可用作材料。此外，随着环的缩小，吸收光谱向更长的波长移动，表明能隙变窄。这实际上通过循环伏安法得到了证实，并且通过实验预计其具有双极性能力的可能性很高。未来，我们计划开发使用这些材料的设备。此外，含有其他新型骨架的并苯的合成研究正在进行中，并且也将针对这些进行类似的测量和设备开发。这些结果在学术会议上发表了一篇论文和三场演讲。

项目成果

期刊论文数量（3）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

ジフラノアセン類の合成、物性と構造

二呋喃并苯的合成、物理性质和结构

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
Gu;L.;Gandhi;P.;Inada;N.;Kawaharada;M.;Kodama;T.;Konami;S.;Nakazawa;K.;Shimasaku;K.;Xu;H.;Makishima;K.;渡邊源規・五島健太・芝原雅彦・新名主輝男・周大新
通讯作者：
渡邊源規・五島健太・芝原雅彦・新名主輝男・周大新

ＴＩＰＳ基を有する高次ジフラノアセンの合成と物性

TIPS基高级二呋喃并苯的合成及物理性质

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
M. Ito;N. Okamoto;R. Abe;H. Kojima;R. Matsubara;I. Yamashita;M. Nakamura;渡邊源規・簡敬庭・林彦多・聞昱生・張源杰・五島健太・芝原雅彦・新名主輝男・周大新
通讯作者：
渡邊源規・簡敬庭・林彦多・聞昱生・張源杰・五島健太・芝原雅彦・新名主輝男・周大新