2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of thermoplastic semiconducting elastomer materials and their application to stretchable electronic devices
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16H06049
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
東原 知哉 山形大学, 大学院有機材料システム研究科, 教授 (50504528)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 高分子合成 / 半導体高分子 / エラストマー / 自己組織化 / 結晶構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、高効率半導体高分子材料への高い伸縮性付与を実現し、高分子・有機材料分野における新しい半導体エラストマー材料の創製とストレッチャブル電子デバイスへの応用を目的とした。平成30年度は、当初研究実施計画のうち、(3)ブロック共重合体膜の自己組織化構造観察、(4)半導体高分子材料の特性評価、および(5)ストレッチャブル有機電界効果トランジスタおよび有機薄膜太陽電池デバイスの試作・評価について予定通り研究を遂行した。
(3)では、新規ブロック共重合体（ポリ(3-ヘキシルチオフェン)（P3HT）-b-ポリイソブチレン（PIB）-b-P3HT）の薄膜状態における自己組織化構造、結晶構造、および結晶配向性を明らかにするため、斜入射X線散乱測定法により、観察・評価した。その結果、薄膜の伸張によって、P3HTドメインとPIBドメインの相分離距離が大きく変化（アフィン変形）することが明らかとなった。また、P3HTの結晶ドメインにおいて、結晶構造そのものは変化しないものの、結晶配向性が、基板に対してπ平面が垂直に並ぶエッジオン構造とπ平面が水平に並ぶフェイスオン構造を含む乱れたエッジオン等とに変化することが初めて分かった。
(4)では、半導体高分子材料の力学特性について応力ひずみを測定したところ、低い引張応力（1.14 MPa）と300%を超える破断伸びを示した。
(5)では、歪みを加えない条件で、シリコン基板上のP3HT-b-PIB-b-P3HT薄膜からなる有機薄膜トランジスタ（OTFT）特性を評価したところ、3.0×10-3 cm2V-1の高い電荷キャリア移動度を示した。また、P3HT-b-PIB-b-P3HT薄膜を用いてポリエチレンテレフタレート基板上にOTFTデバイスを作製したところ、0.5％、1.0％および1.5％の表面歪みを加えても、ドレイン電流はほぼ一定のままであった。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(11 results)
