Elucidation of the Origin of Unique n-Type Semiconductor Properties in Amorphous Films of Alkynylborane Compounds

Research Project

Project/Area Number	25K08783
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 35030:Organic functional materials-related
Research Institution	Tokyo Metropolitan Industrial Technology Research Institute
Principal Investigator	三柴健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, 副主任研究員 (90826877)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	永田晃基地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター, 研究開発本部物理応用技術部電気技術グループ, 副主任研究員 (40733754) 飯野裕明東京科学大学, 総合研究院, 准教授 (50432000)
Project Period (FY)	2025-04-01 – 2028-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2025)
Budget Amount *help	¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000) Fiscal Year 2027: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000) Fiscal Year 2026: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000) Fiscal Year 2025: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Keywords	有機エレクトロニクス / 有機半導体 / 有機ホウ素化合物 / アルキニルボラン / 電子輸送
Outline of Research at the Start	有機半導体は電子輸送に課題を抱えている。具体的には移動度と大気安定性の向上が正孔輸送と比べ十分でない。特に、デバイス応用が盛んな非晶質材料でこの課題は顕著である。そのなかで我々は、有機ホウ素骨格の一種アルキニルボランとフェニルアントラセンを組み合わせた化合物が非晶質膜で10^-3 cm^2/Vsの高電子移動度を大気中かつ低電界強度で示すことを見出した。この化合物は酸素や水分が作る電子トラップよりもLUMO準位が浅いにも関わらず高特性を発揮する。本研究では当該アルキニルボラン化合物の非晶質膜が示す特異なn型半導体特性の起源を明らかにすることで、既存材料の課題を解決し得る分子設計指針創出を試みる。