Development of high-mobility carrier transport layers using a pyrenophane with a staggered conformation
| Project/Area Number |
20K15128
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 28030:Nanomaterials-related
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| Research Institution | Kyoto Institute of Technology |
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Principal Investigator |
稲田 雄飛 京都工芸繊維大学, 材料化学系, 助教 (90770941)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
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| Keywords | ピレノファン / ナノカーボン / キャリア輸送層 / 有機半導体 / デバイス |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、有機半導体を発光層に用いた電流注入型レーザーデバイスの発光効率を改善するため、『ねじれ形ピレノファン』という分子を用いた新たな高移動度キャリア輸送層の開発を目指す。同分子は、対面したピレン２分子を共有結合で繋げたものであり、ピレン分子同士が面法線を軸にねじれた配置をとることで、キャリア輸送効率の向上が期待できる。本補助事業期間には、同分子の合成ならびに分子配向制御を行い、配向状態やキャリア移動度の評価を行う。これにより、同分子のキャリア輸送層としての有用性を明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、有機半導体を発光層に用いた電流注入型レーザーデバイスの発光効率を改善するため、『ねじれ形ピレノファン』という分子を用いた新たな高移動度キャリア輸送層の開発を目指した。
ねじれ形ピレノファンの従来の合成経路は極めて多工程かつ低収率であったため、本研究ではできる限り短工程な合成経路の開拓に主眼を置いた。提案したのは、1,6-ジブロモピレンを出発原料とし、(I) メチル化、(II) ブロモ化、(III) 四級アンモニウム化、(IV) アニオン交換、(V) Hoffman脱離・環化付加の５工程からなる経路である。短工程化の肝になるのは (II) の反応開発であり、期間中の大半の時間をここに費やした。
昨年度までは、(I) で得られた1,6-ジメチルピレン (DMP) の二つのメチル基のうち片側のみをブロモ化する反応を試みた。はじめはこの反応の再現性が乏しく、原因の究明に長期間かかった。最終的には、溶媒の脱水処理が反応進行度を低下させており、購入した溶媒をそのまま用いた方がよいことが明らかとなった。この方法では、目的化合物（DMPのモノブロモ化体）以外にも、副生成物として、DMPのメチル基が二つとも臭素化されたと見られる化合物（ジブロモ化体）の生成が示唆された。これらの分離方法として、再結晶やシリカゲルカラムクロマトグラフィーを試みたが、目的化合物の単離には至らなかった。
本年度は、臭素化剤や添加剤などの反応条件を詳細に検討し、モノブロモ化体が選択的に得られる条件を探索した。しかし、このような条件を見出すことはできず、副生成物の分離を余儀なくされた。精製法を検討する中で、目的化合物が通常（やや酸性）のシリカゲルに不安定であることが分かった。アルミナシリカゲル（中性または塩基性）やオクタデシル基修飾シリカゲルを固定相とした場合も検討したが、目的化合物の単離には至らなかった。
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Report
(4 results)
Research Products
(3 results)
