• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

Application of Electrical Conductive Soft Crystals to Opto-Electronic Devices

Publicly Offered Research

Project AreaSoft Crystals: Science and Photofunctions of Easy-Responsive Systems with Felxibility and Higher-Ordering
Project/Area Number 20H04679
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionKindai University

Principal Investigator

大久保 貴志  近畿大学, 理工学部, 教授 (90322677)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Keywords導電性ソフトクリスタル / インピーダンス分光測定 / エレクトロルミネッセンス / 薄膜太陽電池
Outline of Research at the Start

本研究では導電性性ソフトクリスタルの光電子デバイスへの応用の可能性を見いだすことを目的とする。具体的には①新規導電性ソフトクリスタルの合成、②導電性ソフトクリスタルの伝導性、誘電性、発光特性など基礎物性の評価、③導電性ソフトクリスタルを用いた新たな光電子デバイスの作製と評価を実施する。特に2019年度までに本領域の研究で合成したTADFと導電性が共存するソフトクリスタルに関して薄膜化と有機EL素子の作製、評価を中心的な課題として進め、単一TADF材料の可能性を実証する。また、これまで合成した電場応答性ソフトクリスタルや多孔性ソフトクリスタルなどに関しても様々な電子デバイスへの応用を試みる。

Outline of Annual Research Achievements

本研究課題では新たな導電性ソフトクリスタルの開発と光電子デバイスへの応用を試みた。具体的には、導電性と発光特性を兼ね備えた導電性答性ソフトクリスタルを有機ELや有機薄膜太陽電池、電界効果トランジスタ(FET)、二次電池、熱電変換素子などの光電子デバイスへと応用することで、ソフトクリスタルの実用の可能性を検証することを目的として研究を実施した。
1)本研究では導電性と発光特性を兼ね備えたソフトクリスタルを創成するために、ハロゲン化銅と含窒素π共役配位子からなる配位高分子を合成した。これら配位高分子はいずれも導電性を示し、1(M+X)LCTからのエネルギー移動による三重項クラスターセンター(3CC)からの発光、熱活性化遅延蛍光(TADF)、リン光など、配位高分子ごとに異なるメカニズムによる発光を示すことが明らかになった。
2)本研究で合成した導電性ソフトクリスタルを用いたリチウムイオン電池を作製し、その充放電特性を検討した。その結果、コバルト酸リチウムを正極とした二次電池と同程度の150 mAh/gの容量を示すことが明らかになった。XPSの測定から充放電の過程で導電性ソフトクリスタルの細孔内にLi+イオンとBF4-アニオンが出入りしている可能性があることが示唆された。
3)ヨウ化銅(I)とフェナントリジンを順次積層した薄膜をアセトニトリル蒸気を用いて溶媒アニールすることで、配位高分子薄膜の生成を確認した。この配位高分子薄膜を用いて有機EL素子を作製し、発光特性を評価した。
4)銅イオンの変位により巨大な誘電応答と高いキャリア移動度を示す電場応答性ソフトクリスタルについて、断熱型熱量計を用いた熱容量測定を行い、その相転移現象に関して検討した。その結果、合成直後の結晶は準安定層であることが示唆され、このことが巨大な誘電応答と高いキャリア移動に関与している可能性があることが明らかになった。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (23 results)

All 2022 2021 2020

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 2 results) Presentation (18 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Crystal Structure of an Iodido-bridged Dinuclear Copper(I) Complex with 3,6-Bis(dimethylamino)acridine2021

    • Author(s)
      Ohkita, Misaki; Fujiwara, Aya; Nishiyama, Tomoki; Maekawa, Masahiko; Kuroda-Sowa, Takayoshi; Okubo, Takashi
    • Journal Title

      X-ray Structure Analysis Online

      Volume: 37 Issue: 0 Pages: 29-31

    • DOI

      10.2116/xraystruct.37.29

    • NAID

      130008050878

    • ISSN
      1883-3578
    • Year and Date
      2021-06-10
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Organic Thin-film Solar Cells Using Benzotrithiophene Derivatives Bearing Acceptor Units as Non-Fullerene Acceptors2021

    • Author(s)
      Matsumoto, Kouichi ; Yamashita, Kazuhiro; Sakoda, Yuuki; Ezoe, Hinata; Tanaka, Yuki; Okazaki, Tatsuya; Ohkita, Misaki; Tanaka, Senku; Aoki, Yuki; Kiriya, Daisuke; Kashimura, Shigenori; Maekawa, Masahiko; Kuroda-Sowa, Takayoshi; Okubo, Takashi
    • Journal Title

      European Journal of Organic Chemistry

      Volume: 33 Issue: 33 Pages: 4620-4629

    • DOI

      10.1002/ejoc.202100178

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Syntheses and structural characterizations of mononuclear Ir(III) hydride complexes with 2,2′:6′,2″-terpyridine in the κ2N,N' and κ3N,N',N″ coordination modes2021

    • Author(s)
      Maekawa Masahiko、Terada Kota、Oda Shoki、Sugimoto Kunihisa、Okubo Takashi、Kuroda-Sowa Takayoshi
    • Journal Title

      Inorganica Chimica Acta

      Volume: 514 Pages: 119962-119962

    • DOI

      10.1016/j.ica.2020.119962

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Photosensitizing ruthenium(ii)?dye multilayers: photoinduced charge separation and back electron transfer suppression2020

    • Author(s)
      Yoshimura Nobutaka、Kobayashi Atsushi、Genno Wataru、Okubo Takashi、Yoshida Masaki、Kato Masako
    • Journal Title

      Sustainable Energy & Fuels

      Volume: 4 Issue: 7 Pages: 3450-3457

    • DOI

      10.1039/d0se00151a

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Spin Crossover in Bipyridine Derivative Bridged One-Dimensional Iron(III) Coordination Polymer2020

    • Author(s)
      Ishikawa Ryuta、Noda Takeshi、Ueno Shunya、Okubo Takashi、Yamakawa Hirofumi、Sakamoto Ken-ichi、Kawata Satoshi
    • Journal Title

      Magnetochemistry

      Volume: 6 Issue: 3 Pages: 29-29

    • DOI

      10.3390/magnetochemistry6030029

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 導電性を有する多孔性配位高分子の細孔を利用したリチウムイオン二次電池の動作機構解明2022

    • Author(s)
      西山智貴・松島諒・清水剛・服部花保・黒田孝義・前川雅彦・吉川浩史・大久保貴志
    • Organizer
      ナノ学会第20回大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] ジチオカルバミン酸を配位子とした異常誘電を示す導電性配位高分子の合成および物性評価2022

    • Author(s)
      西山智貴・畠山 稔光・前川 雅彦・黒田 孝義・鈴木 晴・大久保 貴志
    • Organizer
      日本化学会第102春季年会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] ベンゾチアジノフェノチアジン誘導体を用いた電界効果トランジスタ の作製と特性評価2022

    • Author(s)
      翁 偉峻、西山 智貴、黒田 孝義、前川 雅彦、大久保 貴志、本塩 駿
    • Organizer
      日本化学会第102春季年会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] チオシアン酸銅(I)と含窒素π共役系配位子からなる配位高分子の合成と物性評価2021

    • Author(s)
      西山智貴・大久保貴志・黒田孝義・前川雅彦
    • Organizer
      錯体化学会第71回討論会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] チオシアン酸銅(I)と含窒素π共役系配位子からなる配位高分子の合成と薄膜化2021

    • Author(s)
      西山智貴・中野蒼太・黒田孝義・前川雅彦・大久保貴志
    • Organizer
      第11回CSJ化学フェスタ2021
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] ジチオカルバミン酸銅錯体を用いた多孔性配位高分子の合成と二次電池への応用2021

    • Author(s)
      西山智貴・松島諒・清水剛・服部花保・黒田孝義・前川雅彦・吉川浩史・大久保貴志
    • Organizer
      日本化学会第101春季年会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Crystal Structure and Physical Properties of new Cu(I)-Ni(II) Heterometal Coordination Polymer  Including Dithiobenzoate lignads2021

    • Author(s)
      Nishiyama Tomoki, Mibu Takuto, Okubo Takashi, Maekawa Masahiko, Suenaga Yusaku, Kuroda-Sowa Takayoshi
    • Organizer
      The 2021 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem)
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ハロゲン化銅(I)と窒素含有ヘテロ環化合物からなる配位高分子の合成と物性評価2021

    • Author(s)
      田中 啓裕、西山 智貴、大久保 貴志、前川 雅彦、黒田 孝義
    • Organizer
      錯体化学会第71回討論会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 導電性と発光性を兼ね備えた新規配位高分子の物性評価2021

    • Author(s)
      田中 啓裕、西山 智貴、大久保 貴志、前川 雅彦、黒田 孝義
    • Organizer
      応用物理学会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] ハロゲン化銅(I)とキノリン誘導体からなる配位高分子の合成および物性評価2021

    • Author(s)
      田中 啓裕、西山 智貴、大久保 貴志、前川 雅彦、黒田 孝義
    • Organizer
      第11回CSJ化学フェスタ2021
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Synthesis and Evaluation of Physical Properties of Coordination Polymers Consisting with Copper(I) Halides and Nitrogen-containing Heterocyclic Compounds2021

    • Author(s)
      Keisuke Tanaka,Tomoki Nishiyama,Misaki Ohkita,Takashi Okubo,Masahiko Maekawa,Takayoshi Kuroda-Sowa
    • Organizer
      The 2021 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem)
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ハロゲン化銅(I)と窒素含有複素環式化合物からなる新規配位高分子の合成および物性評価2021

    • Author(s)
      田中 啓裕、西山 智貴、大北 光咲、前川 雅彦、黒田 孝義、大久保 貴志
    • Organizer
      日本化学会 第101春期年会(2021)
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] チオフェン縮環型ベンゾチアジアゾール誘導体を用いた有機ELの作製と評価2021

    • Author(s)
      射場 日有人、中川 雄太、江副 日菜多、前川 雅彦、黒田 孝義、山口 仁宏、大久保 貴志
    • Organizer
      日本化学会 第101春期年会(2021)
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] ジチオカルバミン酸銅錯体を用いた多孔性配位高分子の合成と二次電池への応用2021

    • Author(s)
      西山 智貴、松島 諒、清水 剛志、服部 花保、黒田 孝義、前川 雅彦、吉川 浩史、大久保 貴志
    • Organizer
      日本化学会 第101春期年会(2021)
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] ハロゲン化銅(I)と窒素含有複素環式化合物からなる配位高分子の合成および物性評価2020

    • Author(s)
      大北 光咲、大久保 貴志、前川 雅彦、黒田 孝義
    • Organizer
      第10回 CSJ化学フェスタ2020
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] ジチオ安息香酸誘導体を配位子としたCu(I)-Ni(II)ヘテロ金属配位高分子の合成及び物性評価2020

    • Author(s)
      西山 智貴、壬生 託人、大久保 貴志、前川 雅彦、黒田 孝義、末永 勇作
    • Organizer
      第10回 CSJ化学フェスタ2020
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] ハロゲン置換qsal鉄(II)錯体におけるスピンクロスオーバー特性と遅い磁気緩和現象2020

    • Author(s)
      安立 瑞生、福益 智大、大久保 貴志、前川 雅彦、黑田 孝義
    • Organizer
      錯体化学会 第70回討論会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] ハロゲン化銅(I)と窒素含有ヘテロ環化合物からなる配位高分子の合成と物性評価2020

    • Author(s)
      大北 光咲、大久保 貴志、前川 雅彦、黑田 孝義
    • Organizer
      錯体化学会 第70回討論会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2022-12-28  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi