2018 Fiscal Year Annual Research Report
Self-assembled organic semiconductor nano-heterostructures
| Project/Area Number |
17H07363
|
|---|
| Research Institution | Tohoku University |
|---|
Principal Investigator |
川畑 公輔 東北大学, 理学研究科, 助教 (10710212)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2017-08-25 – 2019-03-31
|
| Keywords | 有機半導体 / ドナー-アクセプター / 自己集積化 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、異種有機半導体からなるナノヘテロ構造およびヘテロ界面の構築と機能開拓を目的として、複数の異なる有機半導体骨格を柔軟鎖によって非共役的に連結させた分子の合成、およびその自己集積挙動を調査した。特に本研究では、電子構造の異なる、電子ドナー性（高HOMO）およびアクセプター性（低LUMO）の二種の有機半導体骨格を連結した分子の合成に取り組んだ。
典型的なドナー性およびアクセプター性の半導体骨格をアルキル鎖で連結し、さらにアルキル末端鎖を導入した分子を合成し、その相転移挙動を調査したところ、多くの分子が複数の相転移を示し、何らかのスメクチック（液晶）相を形成することが分かった。また分子構造と相転移挙動の相関について、連結部のアルキル鎖の炭素数が相転移温度に大きく影響することを明らかにした。これらの分子は溶解性が非常に乏しく、溶液プロセスによる薄膜形成は困難であったが、末端基としてオリゴエーテル鎖を導入することで、溶液プロセスに十分な溶解性を付与することに成功した。
このスメクチック相における分子積層構造中で、分子はドナーとアクセプターが分離積層構造を形成していると考えられるが、興味深いことに、短い連結鎖でドナーとアクセプターを連結した場合、本来電荷移動を示さないはずの半導体骨格の組み合わせにおいて、電荷移動に由来する遷移が確認された。一方、同じ骨格の組み合わせを用いても、連結鎖を長くすると、電荷移動遷移を示さなかった。本結果から、ドナーアクセプターの積層分離構造中のヘテロ界面における異種半導体間の相互作用を、連結鎖の長さによって制御可能であることことが示唆される。
|
| 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。
|
