π電子系有機分子の電子移動特性に基づいたナノ集積体の精密配向制御と機能の創製

基于π电子有机分子的电子转移特性的纳米聚集体的精确取向控制和功能创建

基本信息

批准号：
11J08939
负责人：
高井淳朗
金额：
$ 1.54万
依托单位：
National Institute for Materials Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2013
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、分子レベルで精密に設計・制御されたπ電子系分子の秩序をもった階層構造の構築および機能化を目的とする。昨年度までにフェロセンに直結した2つのπ共役系分子(ナフタレンジイミド : NDI)を合成し、NDIの積層構造をレドックスによって可逆的かつ定量的に制御することができた。さらに、NDIが積層することでn型有機半導体特性を示すこともわかった。これらの結果は、今年度Angew. Chem., Int. Ed,に掲載され、ブルゴーニュ大学での招待講演においても高い評価が得られた。しかし、上記の分子ではNDIの積層構造が短距離秩序しか持たないため、十分な半導体特性は得られなかった。そこで、今年度は長距離秩序を持った新しいπ共役系分子の集積構造の構築と、その有機電子デバイスへの応用を目指した。新しいπ共役系分子と高い電子・ホール移動度を有するビルディングブロックを組み合わせることで、有効共役長の長いπ共役系高分子を合成し、その電気化学特性、光学特性、電子デバイス特性を系統的に評価した。その結果、合成したπ共役系高分子は、π共役系高分子が十分な溶解性を示すにも関わらずそのコンフォメーションが固定化され、溶液塗布とアニーリングによって電子(またはホール)導電パスが形成されることがわかった。NDI誘導体を含む高分子は溶液中・薄膜ともに可視-近赤外領域に同様の大きな吸収帯を有し、その薄膜は高い電子移動度(n型半導体特性)を示した。これらの成果は、現在アメリカで特許を申請済みであり、論文も投稿準備中である。

这项研究旨在通过精确设计和控制在分子水平的基于π电子的分子的顺序构建和功能化层次结构。直到去年，合成了直接连接到二封文的两个π共轭分子（萘二酰亚胺：NDI），并且可以通过氧化还原对NDI的层压结构进行逆转和定量控制。此外，还发现NDI分层具有N型有机半导体特性。这些结果发表在Angew中。 Chem。，Int。埃德（Ed），今年，也因在勃艮第大学（University of Burgundy）的邀请演讲而受到高度赞扬。但是，由于上述分子在NDI的堆叠结构中仅具有短距离顺序，因此未获得足够的半导体特性。因此，今年，我们旨在构建具有长距离阶的π共轭分子的新整合结构，并将其应用于有机电子设备。通过将新的π共轭分子与具有高电子/孔迁移率的构建块相结合，合成了π偶联的聚合物，具有较长有效的共轭长度，并系统地评估了其电化学，光学和电子设备的电化学，光学和电子设备性能。结果，发现尽管π共轭聚合物表现出足够的溶解度，并且固定了π共轭聚合物，并且固定了π共轭聚合物的构象，并通过溶液涂层和死亡形成电子（或孔）传导路径。在溶液和薄膜中含有NDI衍生物的聚合物在可见的Near-Infrade区中具有相似的大吸收带，并且薄膜具有高电子迁移率（N型半导体特性）。这些结果现已在美国获得专利，目前正在准备提交这些结果。