Development of polymer semiconductors and study of thin film morphology in high-temperature organic devices

聚合物半导体的发展及高温有机器件中薄膜形貌的研究

基本信息

批准号：
22K05047
负责人：
芦沢実
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

高温下で安定に動作する有機デバイスを実現する新規な有機金属錯体ポリマーを開発することを目的としている。本年度は鍵となる配位子の合成を行った。シアノエチル基を保護基として用いた１，３ジチオールチオン骨格と、チオエフェン及びチエノチオフェンのアルデヒド体をトリエチルホスファイトを用いてカップリング反応によりジチオレン系配位子を1段階で合成した。その後シアノエチル基を塩基で脱保護して、ニッケル塩と反応させることで標的のジチオレンを配位子とするニッケル錯体ポリマーの合成に成功した。ここで種々の脱保護する塩基やニッケル塩を検討し、反応条件を最適化した。合成したニッケル錯体は元素分析を行って評価した。さらに合成した錯体のペレットを作成し、４端子法を用いて室温での電気伝導度の評価を行った。その結果いずれの錯体も１０S/cm程度の比較的良好な導電性を示した。この導電性は、金属錯体ポリマーの電子供与部位と電子受容部位の間の自己ドープに起因していると考えている。また現在は室温での熱起電力測定を行うとともにキャリアがホールか電子かを評価している段階にある。合成したニッケル錯体ポリマーは、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシドなどの極性溶媒に比較的溶解性があり、溶液プロセスでの薄膜の作成に成功した。またチオフェンやチエノチオフェンなどのスペーサーを含まないリファレンスとなる、ニッケル錯体ポリマーの合成を行った。

目的是开发新型有机金属复合聚合物，以实现在高温下稳定运行的有机器件。今年，我们合成了关键配体。通过使用氰乙基作为保护基的1,3二硫醇骨架与使用亚磷酸三乙酯的噻吩和噻吩并噻吩的醛之间的偶联反应，一步合成了基于二硫醇的配体。然后，通过用碱将氰乙基脱保护并与镍盐反应，他们成功合成了以目标二硫醇烯为配体的镍络合物聚合物。在这里，我们研究了各种脱保护碱和镍盐并优化了反应条件。通过元素分析评价合成的镍络合物。此外，制备合成复合体的颗粒，并使用四探针法评价室温下的电导率。结果，所有配合物均表现出相对良好的电导率，约为10 S/cm。我们认为这种导电性是由于金属络合物聚合物的电子给体和接受位点之间的自掺杂所致。目前，我们正处于测量室温下的热电动势并评估载流子是空穴还是电子的阶段。合成的镍络合物聚合物在二甲基甲酰胺和二甲亚砜等极性溶剂中相对易溶，并且利用溶液工艺成功地形成了薄膜。我们还合成了不含噻吩或噻吩并噻吩等间隔基的参考镍络合物聚合物。