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，有机场效应晶体管（有机FET）引起了广泛关注，并且正在积极进行研究以获得高性能。在这项研究中，我们开发了一种新材料并获得了高器件特性。对于 p 型，TTF 衍生物被应用于 FET 器件。特别地，TTF乙烯系被认为作为有机半导体材料是有利的，因为它具有更长的π共轭，并且可以预期比TTF具有更强的分子间相互作用。事实上，插入各种噻吩单元的化合物表现出高迁移率。此外，还可以在双键位点引入烷基，我们已经开始开发此类衍生物。作为n型材料，需要在大气中稳定的材料，我们开发了一种具有醌骨架的衍生物作为新型有机半导体。醌具有电子亲和力高、易于合成等特点，并且已知多种衍生物，被认为有利于开发大气稳定材料。然而，由于迄今为止只有少数醌被用作有机半导体，因此我们评估了醌是否可用作n型半导体材料。首先，使用易于合成的蒽醌骨架。尽管它没有表现出大气稳定性，但它表现出高n型FET特性，表明醌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，他们不仅成功实现了高迁移率，而且还实现了大气稳定性。它基于与之前的空气稳定 n 型材料不同类型的框架，为有机半导体提供了新的见解，并强调了醌的有用性。这些结果将有助于n型有机半导体材料的未来发展。事实上，最近，另一个小组报告了一种使用醌的大气稳定材料，这表明他们正在推动有机 FET 的开发。