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

2018 Fiscal Year Annual Research Report

Development of thermoplastic semiconducting elastomer materials and their application to stretchable electronic devices

Research Project

Project/Area Number 16H06049
Research InstitutionYamagata University

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)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
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
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。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

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。

  • Research Products

    (11 results)

All 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 3 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 4 results) Book (1 results) Remarks (2 results)

  • [Int'l Joint Research] 国立台湾大学(台湾)

    • Country Name
      その他の国・地域
    • Counterpart Institution
      国立台湾大学
  • [Journal Article] Synthesis and Deformable Hierarchical Nanostructure of Intrinsically Stretchable ABA Triblock Copolymer Composed of Poly(3-hexylthiophene) and Polyisobutylene Segments2019

    • Author(s)
      Higashihara Tomoya、Fukuta Seijiro、Ochiai Yuto、Sekine Tomohito、Chino Keisuke、Koganezawa Tomoyuki、Osaka Itaru
    • Journal Title

      ACS Applied Polymer Materials

      Volume: 1 Pages: 315~320

    • DOI

      10.1021/acsapm.8b00087

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Synthesis of block copolymers comprised of poly(3-hexylthiophene) segment with trisiloxane side chains and their application to organic thin film transistor2018

    • Author(s)
      Miyane Satoshi、Wen Han-Fang、Chen Wen-Chang、Higashihara Tomoya
    • Journal Title

      Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry

      Volume: 56 Pages: 1787~1794

    • DOI

      10.1002/pola.29065

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Realization of Intrinsically Stretchable Organic Solar Cells Enabled by Charge-Extraction Layer and Photoactive Material Engineering2018

    • Author(s)
      Hsieh Yun-Ting、Chen Jung-Yao、Fukuta Seijiro、Lin Po-Chen、Higashihara Tomoya、Chueh Chu-Chen、Chen Wen-Chang
    • Journal Title

      ACS Applied Materials & Interfaces

      Volume: 10 Pages: 21712~21720

    • DOI

      10.1021/acsami.8b04582

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Chain-growth Polycondensation for Transition-metal-free and Halogen-free Synthesis of Semiconducting Polymers2019

    • Author(s)
      Tomoya Higashihara
    • Organizer
      The First International Conference of Polymeric and Organic Materials in Yamagata University (IPOMY)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Transition-metal-free and Halogen-free Synthesis of Semiconducting Polymers by Using Anionic Monomers2018

    • Author(s)
      Tomoya Higashihara
    • Organizer
      18th International Symposium on Advanced Organic Photonics (ISAOP-18)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Synthesis and Morphological Study of Intrinsically Stretchable-Conjugated Block Copolymers2018

    • Author(s)
      Tomoya Higashihara
    • Organizer
      The 4th International GISAS Conference (GISAS 2018)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Transition-metal-free and Halogen-free Controlled Synthesis of Semiconducting Polymers Using Anionic Monomers2018

    • Author(s)
      Tomoya Higashihara, Eisuke Goto, Kei-ichiro Sato, and Singo Sato
    • Organizer
      Emerging Polymer Technologies Summit 2018 (EPTS'18)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Book] 構造制御による革新的ソフトマテリアル創成2018

    • Author(s)
      日本化学会
    • Total Pages
      224
    • Publisher
      化学同人
    • ISBN
      978-4-7598-1389-0
  • [Remarks] 東原研究室HP

    • URL

      http://higashihara-lab.yz.yamagata-u.ac.jp/

  • [Remarks] 山形大学研究者情報

    • URL

      http://yudb.kj.yamagata-u.ac.jp/html/100000620_ja.html

URL: 

Published: 2019-12-27   Modified: 2022-08-19  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi