2017 Fiscal Year Annual Research Report
狭エネルギーギャップ有機半導体の開発と近赤外光熱電変換素子への応用
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17J07292
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
長谷川 司 東京工業大学, 物質理工学院, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2017-04-26 – 2019-03-31
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| Keywords | 有機半導体 / 狭エネルギーギャップ / キノキサリンイミド / チエノイソインジゴ / 近赤外光 / 光熱電変換 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、新規なキノキサリンイミド(QI)系のn型骨格を開発し、チエノイソインジゴ(TII)骨格と組み合わせた共重合体へと展開することで、深いLUMOレベル且つ1.0 eV以下の狭いエネルギーギャップを持つn型有機半導体を開発する。そして合成した狭エネルギーギャップ有機半導体を用いて近赤外光熱電変換素子へ応用する。設計・合成した有機半導体の特性および薄膜構造とエネルギー変換現象の相関関係を詳細に検討し、近赤外光熱電変換材料の高出力化のための分子設計指針を確立することを目的としている。
本年度は、既に合成に成功しているQI誘導体に加え、トリアゾール環等を縮環させたQI系骨格の合成法の確立を目指した。そして、QI系骨格を用いたポリマーを合成し、目的とする近赤外光熱電変換材料における1.0eV以下の狭エネルギーギャップを実現する。合成したポリマーの光学特性や酸化還元特性等の基礎物性を調べるとともに、量子化学計算から得られた結果と比較・検討を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究のターゲットであるQI系n型骨格の合成及び物性評価については概ね計画通りに進展している。本研究の研究成果から、QI系n型骨格を用いた共重合体では、大気化で安定に電子輸送可能である－4.2 eVのLUMO準位と、0.57 eVの光学的エネルギーギャップ、0.003 S/cmの有機半導体としては比較的高い電気伝導率を達成することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度は狭エネルギーギャップn型有機半導体を開発した。今後は、合成した狭エネルギーギャップ有機半導体を用いて近赤外光熱電変換素子へと応用し、有機半導体の光学特性、電子構造(エネルギーレベル、電気伝導性)、薄膜構造とエネルギー変換現象(温度変化や熱起電力)の相関関係を詳細に検討し、近赤外光熱電変換材料の高出力化のための分子設計指針を明らかにしていく予定である。
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Research Products
(2 results)
