含セレン縮合多環芳香族を基盤とした有機半導体トランジスタ材料の創製

基于含硒稠合多环芳烃的有机半导体晶体管材料的研制

基本信息

批准号：
16750162
负责人：
瀧宮和男
金额：
$ 2.5万
依托单位：
Hiroshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

昨年度の研究において新しい含セレン縮合多環芳香族化合物として、[1]ベンゾセレノフェノ[3,2-b][1]ベンゾセレノフェン(BSBS)骨格を検討し、2,7-ジフェニル誘導体(DPh-BSBS)が優れたp型有機半導体として作用することを見出していた。本年度は、まず、DPh-BSBSを用いた有機FET素子の安定性を詳細に試験し、大気中での連続駆動による性能劣化や長期保存での経時変化について実験を行った。その結果、ソース電圧を-100Vに保ったまま、大気中3000回ゲートを掃引してon/offを繰り返したり、1年以上実験室環境に放置しておいても、著しい劣化は認められず、この素子が極めて安定で、DPh-BSBSが実用化に適した有機半導体材料であることが明らかとなった。一方で、この材料を詳細に調査するため、さらには種々の誘導体へ応用するためには、簡便で一般的な合成法が必要となる。そこで、新たな合成法として、2,7ジブロモ誘導体の合成法を開発し、これを用いたアリール-アリールクロスカップリング反応により各種誘導体を導くルートの開発にも成功した。これに加え、実用的な素子への実装のためには材料の安定性の観点からセレン化合物よりも同じ骨格を持つ硫黄化合物のほうが現実的であるので、2,7-ジフェニル[1]ベンゾチエノ[3,2-b][1]ベンゾチオフェン(DPh-BTBT)の合成を検討し、容易に合成できるルートを確立した。DPh-BTBTを用いた素子も、素子作製時の条件を最適化することでセレン体と同様の高い性能を示し、さらに、素子作製に用いるSi/SiO_2基板の表面処理により、セレン体を凌駕する性能を持つ素子の開発にも成功した。これにより、最高で電界効果移動度1.5cm^2/Vs、on/off比10^9に達するFET素子を得ることが出来た。

在去年的研究中，我们研究了[1]苯并硒酚[3,2-b][1]苯并硒酚（BSBS）骨架作为一种新型含硒稠合多环芳香族化合物，以及2,7-二苯基衍生物（DPh -BSBS）被发现是一种优异的p型有机半导体。今年，我们首先对使用 DPh-BSBS 的有机 FET 器件的稳定性进行了详细的测试，并进行了实验来检查由于在大气中连续工作和长期存储期间随时间变化而导致的性能劣化。其结果是，即使在将源极电压保持在-100V的情况下，在大气中开关栅极3000次之后，甚至在实验室环境中放置一年多之后，也没有观察到明显的劣化。该器件非常稳定，DPh-BSBS是一种适合实用化的有机半导体材料。另一方面，为了详细研究这种材料并将其应用于各种衍生物，需要一种简单且通用的合成方法。因此，我们开发了一种新的2,7二溴衍生物的合成方法，并成功开发了利用该方法通过芳基-芳基交叉偶联反应生成各种衍生物的路线。另外，为了在实际器件中实现，从材料稳定性的角度来看，具有相同骨架的硫化合物比硒化合物更现实，因此2,7-二苯基[1]苯并噻吩[我们研究了3,2-b的合成] [1]苯并噻吩（DPh-BTBT）并建立了一条简单的合成路线。通过优化器件制造过程中的条件，使用DPh-BTBT的器件也表现出与硒相似的高性能，甚至通过对用于器件制造的Si/SiO_2衬底进行表面处理，他们还成功开发了一种器件。高性能。结果，我们获得了最大场效应迁移率为1.5cm^2/Vs、开/关比为10^9的FET器件。

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）

Syntheses of 2-(Pentafluorophenyl)thiophene Derivatives via the Palladium-Catalyzed Suzuki Reaction

DOI：
10.1055/s-2005-865335
发表时间：
2005-07
期刊：
Synthesis
影响因子：
0
作者：
K. Takimiya;Naoto Niihara;T. Otsubo
通讯作者：
K. Takimiya;Naoto Niihara;T. Otsubo

Single-Crystal Field-Effect Transistors Based on Organic Selenium-Containing Semiconductor

DOI：
10.1143/jjap.44.3712
发表时间：
2004-11
期刊：
Japanese Journal of Applied Physics
影响因子：
1.5
作者：
R. Zeis;C. Kloc;K. Takimiya;Y. Kunugi;Yasushi Konda;Naoto Niihara;T. Otsubo
通讯作者：
R. Zeis;C. Kloc;K. Takimiya;Y. Kunugi;Yasushi Konda;Naoto Niihara;T. Otsubo

2,6-Diphenylbenzo[1,2-b:4,5-b']dichalcogenophenes : A New Class of High-Performance Semoconductors for Organic Field-Effect Transistors

2,6-二苯基苯并[1,2-b:4,5-b]二卤代酚：用于有机场效应晶体管的新型高性能半导体

DOI：
发表时间：
2004
期刊：
Journal of the American Chemical Society 126・16
影响因子：
0
作者：
S.Murai;E.Fujiwara;H.Tada;M.Tomura;Y.Yamashita;野川誠之;K.Takimiya et al.;K.Takimiya et al.;K.Takimiya et al.;K.Takimiya et al.;K.Takimiya et al.;K.Takimiya et al.;K.Takimiya et al.
通讯作者：
K.Takimiya et al.