一次元電子系物質を基盤とした革新的薄膜デバイスの開発と巨大外場応答性の創出

开发基于一维电子材料的创新薄膜器件并创造巨大的外场响应能力

基本信息

批准号：
16J06760
负责人：
熊谷翔平
金额：
$ 2.08万
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：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-22 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は，塗布可能かつ薄膜化可能な一次元電子系物質を開発するため，本研究遂行中に得られたアセンジイミド骨格を有する有機半導体の知見を活かした物質開発をおこなった。具体的には，前年度に開発やデバイス特性の解明を進めていた物質群を基盤とし，金属イオンとのハイブリッドとすることを試みた。配位可能部位として，例えばシアノ基やピリジル基を有する有機半導体誘導体を利用した。まず金属イオンとして銅や白金などを用い，バルク結晶の取得を試みたが，有用な固体を得ることができなかった。これは，用いられる溶媒に対し有機半導体骨格の溶解性と金属塩の溶解性とが適切な関係にないことに由来すると推察された。したがって，期待された集合構造の実現のためには適度な分子間相互作用および溶解性の制御をおこなうことが重要であることがわかった。また，上記に関連して，有機半導体においてパイ共役骨格が拡張された場合にはそれに伴い嵩高い置換基が有用であることを明らかにし，学術論文中で発表した。これは置換基の嵩高さによる溶解性制御ではなく，固体中において機能性を発現する集合構造実現のために有用な知見である。この知見は新規アセンジイミド誘導体の開発においても同様であることを，単結晶Ｘ線構造解析により明らかにすることができた。しかしながら，溶液プロセスにより基板上に成長した結晶はそれと異なる集合構造を有することもあることも度々観測され，集合構造の制御にはバルク結晶と薄膜結晶との双方を系統的に理解する必要があることが示唆された。

今年，为了开发一种可以涂覆并制成薄膜的一维电子材料，我们利用在研究过程中获得的具有苊二亚胺骨架的有机半导体的知识来开发材料。具体来说，我们尝试基于我们去年开发和阐明设备特性的一组材料来创建一种金属离子混合物。例如，使用具有氰基或吡啶基的有机半导体衍生物作为配位点。首先，尝试使用铜或铂等金属离子获得块状晶体，但没有获得有用的固体。推测这是由于有机半导体骨架的溶解度和金属盐的溶解度在所使用的溶剂中不具有适当的关系。因此，人们发现，为了实现预期的聚集结构，适当控制分子间相互作用和溶解度非常重要。此外，针对上述内容，我们明确了大体积取代基在有机半导体中扩展π共轭骨架时是有用的，并将其发表在学术论文中。这对于实现在固体中表现出功能性的聚集结构是有用的知识，而不是通过大量取代基来控制溶解度。单晶 X 射线结构分析表明，这一知识也适用于新型苊二亚胺衍生物的开发。然而，人们经常观察到，通过溶液法在基板上生长的晶体可能具有不同的聚集体结构，并且控制聚集体结构需要对块体晶体和薄膜晶体两者有系统的了解。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Spontaneously formed high-performance charge-transport layers of organic single-crystal semiconductors on precisely synthesized insulating polymers

DOI：
10.1063/1.4981774
发表时间：
2017-04
期刊：
Applied Physics Letters
影响因子：
4
作者：
T. Makita;Masayuki Sasaki;Tatsuro Annaka;Mari Sasaki;H. Matsui;C. Mitsui;S. Kumagai;S. Watanabe-S.-Watanab
通讯作者：
T. Makita;Masayuki Sasaki;Tatsuro Annaka;Mari Sasaki;H. Matsui;C. Mitsui;S. Kumagai;S. Watanabe-S.-Watanab

新奇低分子系ｎ型有機半導体の電子輸送特性

新型低分子量n型有机半导体的电子传输特性

DOI：
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
0
作者：
Tatsuyuki Makita;Masayuki Sasaki;Tatsuro Annaka;Mari Sasaki;Hiroyuki Matsui;Chikahiko Mitsui;Shohei Kumagai;Shun Watanabe;Teruaki Hayakawa;Toshihiro Okamoto;Jun Takeya;熊谷翔平，岡本敏宏，石井宏幸，福﨑英治，谷征夫，杉浦寛記，渡邉哲也，佐藤寛泰，山野昭人，黒澤忠法，渡邉峻一郎，竹谷純一;熊谷翔平，渡邉峻一郎，石井宏幸，福﨑英治，谷征夫，杉浦寛記，渡邉哲也，佐藤寛泰，山野昭人，黒澤忠法，竹谷純一，岡本敏宏
通讯作者：
熊谷翔平，渡邉峻一郎，石井宏幸，福﨑英治，谷征夫，杉浦寛記，渡邉哲也，佐藤寛泰，山野昭人，黒澤忠法，竹谷純一，岡本敏宏

Solution-processed organic?inorganic hybrid CMOS inverter exhibiting a high gain reaching 890

溶液处理的有机无机混合 CMOS 逆变器表现出高达 890 的高增益

DOI：
10.1016/j.orgel.2017.05.050
发表时间：
2017
期刊：
Organic Electronics
影响因子：
3.2
作者：
Kumagai Shohei;Murakami Hiroko;Tsuzuku Kotaro;Makita Tatsuyuki;Mitsui Chikahiko;Okamoto Toshihiro;Watanabe Shun;Takeya Jun
通讯作者：
Takeya Jun

Solution-crystallized n-type organic thin-film transistors: An impact of branched alkyl chain on high electron mobility and thermal durability

溶液结晶n型有机薄膜晶体管：支化烷基链对高电子迁移率和热耐久性的影响

DOI：
10.1016/j.orgel.2018.06.029
发表时间：
2018
期刊：
Organic Electronics
影响因子：
3.2
作者：
Kumagai Shohei;Nakano Masahiro;Takimiya Kazuo;Takeya Junichi
通讯作者：
Takeya Junichi

新奇低分子系ｎ型有機半導体の電界誘起ホール効果

新型低分子量n型有机半导体中电场诱导的霍尔效应

DOI：
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
0
作者：
Tatsuyuki Makita;Masayuki Sasaki;Tatsuro Annaka;Mari Sasaki;Hiroyuki Matsui;Chikahiko Mitsui;Shohei Kumagai;Shun Watanabe;Teruaki Hayakawa;Toshihiro Okamoto;Jun Takeya;熊谷翔平，岡本敏宏，石井宏幸，福﨑英治，谷征夫，杉浦寛記，渡邉哲也，佐藤寛泰，山野昭人，黒澤忠法，渡邉峻一郎，竹谷純一
通讯作者：
熊谷翔平，岡本敏宏，石井宏幸，福﨑英治，谷征夫，杉浦寛記，渡邉哲也，佐藤寛泰，山野昭人，黒澤忠法，渡邉峻一郎，竹谷純一