2007 Fiscal Year Annual Research Report
新規な有機半導体に基づく高性能有機トランジスタの創出
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19350092
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
山下 敬郎 Tokyo Institute of Technology, 大学院・総合理工学研究科, 教授 (90116872)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西田 純一 東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 助教 (70334521)
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| Keywords | 有機半導体 / 有機トランジスタ / 電子供与体 / 電子受容体 / 有機エレクトロニクス / 合成化学 / 機能材料 |
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| Research Abstract |
新規な有機半導体を開発し、これらを活性層に用いたFETデバイスを作製した。 ナフトチオフェンから1段階のカップリング反応で得られるビナフトチオフェンは、HOMO準位が高く(酸化電位から-5.73V)、大気安定性が期待される。その結晶構造はペンタセンに類似したヘリングボーン型であった。FET特性は真空中より大気中の方が高く、OTS処理SiO_2基板で移動度は0.67cm^2/Vs(閾値-40V)であった。一方、我々はヘテロ環オリゴマーの末端にトリフルオロメチルフェニル基を導入してn-型のFETを開発しており、中心のπ電子コアにチアゾロチアゾール誘導体、およびビチアゾール誘導体を用いて、高い移動度を実現している。今回は、コアとしてターチオフェンおよびその類縁体を用いた化合物について検討した。ターチオフェンは電子供与性であるために、電子受容性は低いが、高移動度(0.37cm^2/Vs)を示し、閾値45Vもチアゾール系よりも低下した。これは分子間の相互作用が大きく、電極と半導体のコンタクトも良いためと考えられる。電子受容性を高めるためにピラジン環を縮環した化合物の移動度は0.22cm^2/Vsであり、閾値は20Vとさらに低下した。チオフェン環をセレノフェン環に置換した化合物についても検討した。さらに新規なn-型半導体としてチアゾロチアゾールにトリフルオロメチルフェニルチアゾール基を置換した化合物を新規に開発した。この化合物は電子親和性が高いために、電極からの電子注入の障壁が小さく、高性能のn-型FET特性を示した。
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