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熱電材料を志向したベンゾチオフェン系分子性導体の開発と熱電特性の実験・理論的評価

Research Project

Project/Area Number 23K04882
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 35030:Organic functional materials-related
Research InstitutionKonan University

Principal Investigator

角屋 智史  甲南大学, 理工学部, 助教 (70759018)

Project Period (FY) 2023-04-01 – 2026-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Keywords有機伝導体 / 有機半導体 / トランスファー積分 / フェロセン / 強相関 / 熱電特性 / 強相関電子系 / 分子軌道計算
Outline of Research at the Start

これまでに申請者は、ベンゾチオフェン系分子を構成要素とする分子性導体群が優れた熱電特性を示すことを見出している。本研究ではベンゾチオフェン系分子を用いた新規分子性導体の開発と熱電特性の評価を行う。ベンゾチオフェン系分子がもつ「硫黄(カルコゲン)原子の数と位置」に着目したフォノンの化学的制御を目指す。物性実験と第一原理計算による理論解析を組み合わせた分子性導体の熱電特性評価を通して、優れた有機熱電材料を実現するための分子設計の指針を得る。

Outline of Annual Research Achievements

目的としている分子性導体開発のための分子合成を行い、ラジカルカチオン塩を作製し物性評価を行った。磁化率測定まで完了し、解析の結果、モデル化合物よりも反強磁性相互作用が増加していることが分かった。室温での抵抗率が高く、ゼーベック係数の測定は困難であったが、ここまでのデータに関して、論文にまとめている。また、分子軌道の形状と可逆的な酸化還元特性をもつフェロセン物質群をトランジスタの活性層に適応するテーマにも着手し、デバイスの動作確認を行った。今後、このテーマは結晶構造とデバイス特性、デバイス作製プロセスの改善など系統的な研究を展開する必要がある。こちらも並行して進める予定である。分子軌道計算に関しては今年度末までADFプログラムを契約し、設置を完了し、順次、トランスファー積分の評価を行っている。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

開発した物質の熱電特性の評価は困難であったが、それを基に新たな物質デザインを設計し、物質開発を継続的に進めている。これと並行して新しいテーマを立ち上げることもできた。分子軌道計算に関しては、DFTの精度での計算環境を設置できたため。

Strategy for Future Research Activity

現在、大きな問題は発生しておらず、次年度も研究計画に則り研究をすすめる。この過程で、希釈冷凍機の修理を行う可能性があるが、こちらも代理店とは既に連絡を取っている。

Report

(1 results)
  • 2023 Research-status Report
  • Research Products

    (3 results)

All 2023 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Boundary research between organic conductors and transistors: new trends for functional molecular crystals2023

    • Author(s)
      Kadoya Tomofumi、Higashino Toshiki
    • Journal Title

      CrystEngComm

      Volume: 25 Issue: 27 Pages: 3846-3860

    • DOI

      10.1039/d3ce00305a

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Semiconductor Properties of π‐Extended 2‐(Thiopyran‐4‐ylidene)‐1,3‐benzodithiole (TP‐BT) Analogs2023

    • Author(s)
      Nishimoto Hiroshi、Kadoya Tomofumi、Kawase Takeshi、Nishida Jun‐ichi
    • Journal Title

      Asian Journal of Organic Chemistry

      Volume: 12 Issue: 12

    • DOI

      10.1002/ajoc.202300497

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Remarks] 甲南大学理工学部機能分子化学科有機固体化学研究室

    • URL

      http://www.chem.konan-u.ac.jp/OSC/

    • Related Report
      2023 Research-status Report

URL: 

Published: 2023-04-13   Modified: 2024-12-25  

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