巨大パイ共役系金属錯体の精密配向制御による電子受容体/供与体分離積層構造の構築

通过精确取向控制巨型π共轭金属配合物构建电子受体/供体分离的堆叠结构

• 批准号: 09J07734
• 负责人: 櫻井 庸明
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09J07734/
• 关键词: 液晶; フタロシアニン; 有機半導体; 縮環ポルフィリン; ホメオトロピック配向; キャリア種; 相溶性; 非相溶性; スタック構造

今年度まず初めに、昨年度まで開拓してきた「周辺置換基を変えることにより、同一π共役分子の集合構造を制御することでp/n型半導体の作り分けができる」という発見に関する論文が、アメリカ化学会誌の速報として受理された。今までに、同一π共役系コアを用いてこのような作り分けを行った例はなく、有機エレクトロニクス分野に与える影響は非常に大きいと考えられる。その後、meso位-β位で連結したタイプの縮環ポルフィリン二量体の液晶材料開発に取り組んだ。その研究過程で、得られた化合物のうち中心金属を有さないフリーベース体がアモルファス物質を与えたのに対し、亜鉛錯体はヘキサゴナルカラムナー液晶相を発現するという予想外の挙動を発見した。これは、中心金属という微少部位が秩序構造に大きな影響を与えることを意味しており、金属錯体液晶の分子設計指針に新たな知見を与えるものと考えられる。さらに、新しく「フタロシアニンシロキサンポリマーの有機薄膜太陽電池への応用」というテーマを開始した。このモチーフの特徴として、フラーレン誘導体と混合し、バルクヘテロジャンクション型太陽電池デバイスを作成した際に、シロキサン結合の存在のためフラーレン誘導体がフタロシアニン環同士の間に侵入せず、フタロシアニンが作る一次元電荷輸送パスが保たれるという特徴がある。太陽電池としての変換効率こそまだ低い値しか示していないが、この研究過程において、「シリコンフタロシアニンが重合するために必要な周辺側鎖の条件」を明らかにした。実際に、様々な側鎖を有するシリコンフタロシアニンモノマーを合成し、そのバルク状態での真空加熱法による重合可能性を調べたところ、モノマーがカラム構造を自発的に形成していることが、効率的な重合にとって鍵であることがわかった。

本财年年初，美国发表了一篇论文，发现“通过改变外围取代基，可以通过控制相同π共轭体的聚集结构来制造不同的p/n型半导体”。分子。”该报告被化学会期刊接受为突发新闻报道。到目前为止，还没有使用相同的π共轭核创建不同类型核的例子，并且认为这对有机电子领域的影响将会非常大。之后，我们致力于开发一种在内消旋-β位置连接稠环卟啉二聚体的液晶材料。在这项研究过程中，我们发现了一个意想不到的行为，即没有中心金属的游离碱化合物给出了无定形物质，而​​锌配合物则呈现出六方柱状液晶相。这意味着称为中心金属的微小位点对有序结构具有很大影响，并被认为为金属络合物液晶的分子设计指南提供新知识。此外，我们还启动了一个新主题“酞菁硅氧烷聚合物在有机薄膜太阳能电池中的应用”。该图案的一个特征是，当与富勒烯衍生物混合以创建本体异质结型太阳能电池器件时，硅氧烷键的存在阻止富勒烯衍生物渗透到酞菁环之间，从而导致由酞菁产生的一维电荷传输其特点是路径被保留。尽管作为太阳能电池的转换效率仍然只显示出较低的值，但在本研究过程中，我们已经阐明了“硅酞菁聚合所需的外围侧链的条件”。事实上，我们合成了具有各种侧链的硅酞菁单体，并研究了在本体状态下使用真空加热方法聚合的可能性，我们发现单体自发地形成柱结构，从而实现有效的聚合。聚合的关键。

项目成果

Fused Porphyrin Dimer as a New Class of Optoelectronically Active Core for Semiconducting Liquid Crystals

熔融卟啉二聚体作为半导体液晶的新型光电活性核心

• 发表时间: 2010
• 作者: T.Sakurai;S.Seki;A.Osuka;T.Aida
• 通讯作者: T.Aida

縮環ポルフィリンをコアとする液晶性有機半導体(2):近赤外領域までの広い吸収を有する縮環多量体液晶

以稠环卟啉为核心的液晶有机半导体(2)：在近红外区域具有宽吸收的稠环多聚体液晶

• 发表时间: 2012
• 作者: 田中聖也,櫻井庸明,佐伯昭紀,関修平,大須賀篤弘,相田卓三

液晶性完全縮環ポルフィリン二量体:π-スタッキングの様式でスイッチするp/n-型半導体特性

液晶全稠合卟啉二聚体：p/n型半导体特性以π堆叠方式切换

• 发表时间: 2010
• 作者: 海野雅史;他;灰野岳晴;櫻井庸明,田代健太郎,大須賀篤弘,佐伯昭紀,関修平,相田卓三
• 通讯作者: 櫻井庸明,田代健太郎,大須賀篤弘,佐伯昭紀,関修平,相田卓三

縮環ポルフィリンをコアとする液晶性有機半導体(1):縮環二量体液晶のホール/電子輸送特性と垂直配向特性

具有稠环卟啉核的液晶有机半导体（1）：稠环二聚体液晶的空穴/电子传输特性和垂直取向特性

• 发表时间: 2012
• 作者: 櫻井庸明,小林祥之,佐伯昭紀,関修平,大須賀篤弘,相田卓三

縮環ポルフィリンを用いた液晶性有機半導体の分子設計(1):メゾアルキル置換体を用いた垂直配向能を有する液晶材料の開発

使用稠环卟啉的液晶有机半导体的分子设计(1)：利用中烷基取代基开发具有垂直取向能力的液晶材料

• 发表时间: 2011
• 作者: Tsuneaki Sakurai;Yoshiyuki Kobayashi;Akinori Saeki;Shu Seki;Atsuhiro;Osuka;Takuzo Aida
• 通讯作者: Takuzo Aida