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高性能有機トランジスターを実現させる有機半導体の開発

Research Project

Project/Area Number 16750157
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Functional materials/Devices
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

西田 純一  東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 助手 (70334521)

Project Period (FY) 2004 – 2006
Project Status Completed (Fiscal Year 2005)
Budget Amount *help
¥3,700,000 (Direct Cost: ¥3,700,000)
Fiscal Year 2005: ¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
Fiscal Year 2004: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Keywords有機半導体 / トランジスタ / 複素環化合物 / FET / エレクトロニクス / パイ共役系 / 有機薄膜 / 構造と物性 / X線構造解析
Research Abstract

有機電界効果トランジスタ(OFET)が低コスト、フレキシブル化ができるために注目されている。これまでにペンタセンを代表とするアセン型分子やチオフェンオリゴマーが高い正孔移動度を示すことが知られている。当研究室ではこれまでにヘテロ原子を積極的に導入した独創性高い電子供与体や電子受容体を報告してきた。これらの結晶構造では、ヘテロ原子が規則正しい分子配列や分子間距離の縮小に大きな役割を果たしていることが観察される。本研究は電子供与性と受容性のヘテロ環を粗み合わせて、HOMO, LUMOレベルを制御し、新しい有機半導体材料を開発すること目指した。ドナーアクセプター型の分子を用いることにより、分極した構造に由来する強い分子間相互作用とキャリア移動度の向上、駆動電圧の低下、On/Off比の向上、酸素存在下での安定化が期待され、実際に以下の分子を合成し有機半導体特性を評価した。(1)TTF型分子:電子供与体であるテトラチアフルバレン(TTF)類の薄膜は一般的に酸素に不安定である。そこで電子受容性のチアジアゾール骨格を含むBTQBTやピラジン環を導入したTTFを合成し、優れたP型半導体特性を示すことを見出した。またフッ素や塩素等の置換基を導入したTTF分子が、高性能のn型半導体特性を示すことを明らかにした。(2)オリゴマー型分子:トリフルオロメチルフェニル基がn型特性を発現させる十分な電子注入効果を有することを見出した。一方、チアゾール、チアゾロチアゾール、ベンゾチアジアゾール等のヘテロ環を導入した直線状の分子は、電子受容性や平面性が大きく向上し、n型特性の移動度や駆動電圧が改善されることを見出した。またビフェニルやナフタレンと複素環を組み合わせた分子を用いて作成した素子が高い大気安定性を示すことを確認した。

Report

(2 results)
  • 2005 Annual Research Report
  • 2004 Annual Research Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2005 2004

All Journal Article (14 results)

  • [Journal Article] n-Type Organic Field-Effect Transistors with Very High Electron Mobilities Based on Thiazole Oligomers with Trifluoromethyiphenyl Groups2005

    • Author(s)
      S.Ando, R.Murakami, J.Nishida, H.Tada, Y.Inoue, S.Tokito, Y.Yamashita
    • Journal Title

      Journal of the American Chemical Society 127・43

      Pages: 14996-14997

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Preparation and Electroluminescent Characteristics of a Series of Electron rich Cyclometalated Phenylpyridine Ir(III) Complexes with a Diphenylamino Group2005

    • Author(s)
      J.Nishida, H.Echizen, H.Iwata, Yoshiro Yamashita
    • Journal Title

      Chemistry Letters 10

      Pages: 1378-1379

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Synthesis and Characterization of Novel Iridium Complexes with Ligands of 2-Phenylimidazo[1,2-α]pyridine derivatives, and Application to OrganicLight-Emitting Diode2005

    • Author(s)
      S.Takizawa, J.Nishida, T.Tsuzuki, S.Tokito, Y.Yamashita
    • Journal Title

      Chemistry Letters 9

      Pages: 1222-1223

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] High Performance Organic Field-Effect Transistors Based on π-Extended Tetrathiafulvalene Derivatives2005

    • Author(s)
      Naraso, J.Nishida, S.Ando, J.Yamaguchi, K.Itaka, H.Koinuma, H.Tada, S.Tokito, Y.Yamashita
    • Journal Title

      Journal of the American Chemical Society 127・29

      Pages: 10142-10143

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Synthesis, characterization and FET properties of novel dithazolylbenzothiadiazole derivatives2005

    • Author(s)
      Md.Akhtaruzzaman, N.Kamata, J.Nishida, S.Ando, H.Tada, M.Tomura, Y.Yamashita
    • Journal Title

      Chemical Communication 24

      Pages: 3183-3185

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] TTF Derivatives containing Fused-Pyrazine Rings for Novel Donor-Acceptor Systems2005

    • Author(s)
      Naraso, J.Nishida, M.Tomura, Y.Yamashita
    • Journal Title

      Synthetic Metals 153

      Pages: 389-392

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Novel TTF Vinylogues Containing Phenyl Groups at the Vinyl Positions2005

    • Author(s)
      M.Osada, T.Kumagai, M.Sugimoto, J.Nishida, Y.Yamashita
    • Journal Title

      Synthetic Metals 152

      Pages: 429-432

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Novel p-and n-Type Orgnic Semiconductors with an Anthracene Unit.2005

    • Author(s)
      S.Ando, J.Nishida, E.Fujiwara, H.Tada, Y.Inoue, S.Tokito, Y.Yamashita
    • Journal Title

      Journal of the American Chemical Society (発表予定)

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Preparation, Characterization and Electroluminescence Characteristics of α-Diimine-type Platinum(II) Complexes with Perfluorinated Phenyl Groups as Ligands2005

    • Author(s)
      J.Nishida, A.Maruyama, T.Iwata, Y.Yamashita
    • Journal Title

      Chemistry Letters (印刷中)

    • NAID

      10015515774

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Novel Field-Effect Transistors Based on Bis(1,3-dithiol-2-ylidene) Compounds with a Conjugated Spacer Group2004

    • Author(s)
      Y.Morioka, J.Nishida, E.Fujiwara, H.Tada, Y.Yamashita
    • Journal Title

      Chemistry Letters 12号

      Pages: 1632-1633

    • NAID

      10014153784

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Novel Donor-p-Acceptor Compounds Containing 1,3-Dithol-2-ylidene and Tetracyanobut adiene units2004

    • Author(s)
      Y.Morioka, N.Yoshizawa, J.Nishida, Y.Yamashita
    • Journal Title

      Chemistry Letters 9号

      Pages: 1190-1191

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      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Characterization and Field-Effect Transistor Performance of Heterocyclic Oligomers Containing a Thiazolothiazole Unit2004

    • Author(s)
      S.Ando, J.Nishida, E.Fujiwara, H.Tada, Y.Inoue, S.Tokito, Y.Yamashita
    • Journal Title

      Chemistry Letters 9号

      Pages: 1170-1171

    • NAID

      10013527834

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Novel Thiophene Oligomers Containing a Redox Active Hexaarylethane Unit2004

    • Author(s)
      J.Nishida, T.Miyagawa, Y.Yamashita
    • Journal Title

      Organic Letters 6・15

      Pages: 2525-2526

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Preparation, Characterization and FET Properties of Novel Dicyanopyrazinoquinoxaline Derivatives2004

    • Author(s)
      S.Murai, E.Fujiwara, H.Tada, M.Tomura, Y.Yamashita
    • Journal Title

      Organic Letters 6・12

      Pages: 2007-2010

    • Related Report
      2004 Annual Research Report

URL: 

Published: 2004-04-01   Modified: 2016-04-21  

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