高性能な有機電界効果トランジスタ特性を発現する新規有機半導体材料の開発

开发具有高性能有机场效应晶体管特性的新型有机半导体材料

基本信息

批准号：
09J55192
负责人：
儘田正史
金额：
$ 0.45万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
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 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

近年、有機電解効果トランジスタ(有機FET)が大きな着目を集めており、高い性能を得るための研究が活発に行われている。本研究では、新規な材料を開発し、それにより高いデバイス特性を得た。p型ではTTF誘導体をFETデバイスに応用した。特に、TTFビニローグは、TTFに比べ、π共役が長く、より強い分子間相互作用が期待できることから、有機半導体材料として有利であると考えられる。実際に、各種チオフェンユニットを挿入した化合物では、高い移動度を示した。また、二重結合部位にアルキル基を導入可能であり、そのような誘導体の開発にも着手している。n型材料としては、大気安定な材料が求められているが、新たな有機半導体としてキノン骨格を導入した誘導体を開発した。キノンは、高い電子親和力を持ち、合成が容易であり、様々な誘導体が知られているなどの特徴を有し、大気安定な材料の開発に有利であると考えられる。しかし、これまでに有機半導体として用いられた例はわずかであることから、n型半導体材料としてキノンが有用であるかどうかを評価した。まず、容易に合成可能なアントラキノン骨格を用いた。これは、大気安定性を示さなかったが、高いn型FET特性を示し、キノン類が有機半導体として利用可能であることが分かった。さらに、よりアクセプター性の強いユニットを用いることで、高い移動度に加え、大気安定性を得ることにも成功している。これは、これまでの大気安定n型材料とは異なる種類の骨格に基づいており、有機半導体に対する新たな知見を与えるとともに、キノンの有用性を強調するものである。これらの結果は、今後のn型有機半導体材料開発において役立つものである。実際、ごく最近、別グループからキノンを用いた大気安定な材料の報告もなされており、有機FETの開発を推し進めていることが分かる。

近年来，有机电解效应晶体管（有机FET）引起了很多关注，并且已经积极进行了研究以获得高性能。在这项研究中，开发了新的材料，并通过实现高设备的性能获得了高度的材料。在P型中，将TTF衍生物应用于FET设备。特别是，TTF乙烯基群被认为是有机半导体材料的有利，因为它们的π共轭比TTF更长，并且有望提供更强的分子间相互作用。实际上，插入各种噻吩单元的化合物显示出较高的迁移率。此外，可以将烷基引入双键位点，并且这种衍生物的发展已经开始。作为N型材料，需要稳定大气的材料，但是作为一种新的有机半导体，开发了带有喹酮骨骼的衍生物。奎因酮具有高电子亲和力，易于合成，并且具有在各种衍生物中已知的特征，这对于开发大气稳定材料而言是有利的。但是，由于到目前为止仅将几个示例用作有机半导体，因此已经评估了奎因酮是否作为N型半导体材料有用。首先，使用了可以轻松合成的蒽醌骨骼。这没有显示大气稳定性，但表现出高N型FET的性质，发现奎因酮可以用作有机半导体。此外，通过使用具有更强受体特性的单元，它成功地实现了高机动性和大气稳定性。这是基于与以前的气稳定N型材料不同类型的骨架，并提供了有关有机半导体的新知识，并强调了喹酮的实用性。这些结果将在未来的N型有机半导体材料的开发中有用。实际上，最近使用另一组的奎因酮就气稳定材料进行了一份报告，表明它们正在促进有机FET的发展。