Development of open-shell donor-acceptor polymer toward bandgap narrowing

• Project/Area Number: 24K17738
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 35020:Polymer materials-related
• Research Institution: Tokyo Metropolitan Industrial Technology Research Institute
• Principal Investigator: 山本 恵太郎 地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター, 研究開発本部機能化学材料技術部マテリアル技術グループ, 研究員 (20910516)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2026: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2025: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2024: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
• Keywords: 有機半導体 / π共役系分子 / 開殻性 / キノイド / 狭バンドギャップ

Outline of Research at the Start

共役系ポリマーのバンドギャップを低下させることは、半導体特性の向上や光吸収の長波長化のために重要な課題である。分子中にドナー(D)-アクセプター(A)構造を用いる手法は、高性能な狭バンドギャップポリマーの開発において広く用いられてきた。しかし、その分子設計指針を用いても、バンドギャップが1.0 eVを下回るポリマーの開発は一般的に難しく、その報告例は限られている。本研究では、HOMO-LUMOエネルギーギャップを小さくできる開殻性分子を、D-A型ポリマーのドナーとして用いる新規分子設計指針に基づいたポリマーを創出し、これがバンドギャップやキャリア輸送特性に与える影響を明らかにする。