| Project/Area Number |
11J07230
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
|
| Allocation Type | Single-year Grants |
|---|
| Section | 国内 |
|---|
| Research Field |
Functional materials/Devices
|
|---|
| Research Institution | Hiroshima University |
|---|
Principal Investigator |
品村 祥司 広島大学, 大学院・工学研究科, 特別研究員(DC2)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2011 – 2012
|
| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2011)
|
| Budget Amount *help |
¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2011: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
|
|---|
| Keywords | 有機電解効果トランジスタ / ナフトジチオフェン / 有機半導体材料 / 低分子材料 / 高分子材料 / 量子化学計算 |
|---|
| Research Abstract |
申請者はすでに四種のナフトジチオフェン(NDT)誘導体の合成に成功しており、それらの物性測定を行った。その結果、屈曲型NDTと直線型NDTでは大きく物性が異なっていた。これは屈曲型はクリセン、直線型はテトラセンと等電子構造であるためであると考えられ、分子構造により電子状態が変化すると考えられる。また、これら四種のNDTのフェニル誘導体をFET材料に応用したところ、いずれの化合物においても典型的なp型FET挙動を示した。しかし、そのFET特性は大きく異なっており直線状かつ、チオフェンがアンチ型に縮合した化合物が最も優れた特性を示し、分子構造によりFET特性が変化することが分かった。続いて、これらのNDTを主鎖構造に組み込んだポリマー材料の合成を行いFET特性の評価を行った。四種のNDTとビチオフェンとのコポリマーにおいてFET特性の評価を行ったところ、p型FET挙動を示したが、やはり分子構造によりFET特性が大きく異なっていた。しかし、低分子材料の時とは異なり、最も優れた特性を示した化合物は屈曲型のNDTを主鎖に持つ材料であった。高分子材料においても分子構造により特性の違いが見られたが、なぜこのような違いが生じるかを調査するため、量子化学計算を用いたトランスファーインテグラルの算出を行いった。その結果、低分子体ではいずれも薄膜中ではヘリンボーン型の充填様式であり、その構造では直線状のNDTで、効果的にHOMOが相互作用でき優れた特性を示すと考えられる。一方ポリマー材料では薄膜中でπスタックしており、その構造では屈曲型のNDTで効果的にHOMOが相互作用し、優れた特性を示すと考えられる。以上より、分子構造により分子軌道が変化し、その軌道の形状に適した充填様式があると考えられる。この結果はFET材料開発な分子設計指針を与えるものであり、FET材料開発に大きく貢献するものである。
|
