Development of Ion Radical Salts with Melting Behavior

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K15517
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 32020:Functional solid state chemistry-related
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: Takahashi Kiyonori 北海道大学, 電子科学研究所, 助教 (90812595)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: イオンラジカル塩 / 分子性半導体・導体 / 超分子 / 相転移 / イオン伝導

Outline of Final Research Achievements

For obtaining an ionic radical salt with melting behavior, salts were prepared by combining a supramolecular cation having a flexible structure and an anion radical exhibiting electron conductivity. The structure and physical properties were evaluated to obtained salts. From systematic material synthesis, by combining a nickel dithiolate anion and a supramolecular cation consisting of an N-alkylated heteroaromatic cation and a macrocyclic crown ether, the salts exhibited a melting point. Melting point can be controlled by selecting the cation unit. The salts showed semiconducting electron conduction in the solid phase and ionic conductivity in liquid phase.

Free Research Field

物性化学・超分子化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

有機エレクトロニクス材料は「軽くて柔軟」「構造・物性の高い設計性」「比較的小さな外部刺激による電子伝導の制御性」といった優れた特長を持つため、フレキシブルデバイス、高効率エネルギー変換デバイス、大面積表示素子など、次世代電子デバイスの創製に不可欠なものと認識されている。一方、分子性イオンラジカル塩は、極めて優れた機能性の結晶が見いだされているが、電子デバイスへの応用展開はほとんど試みられていない。イオンラジカル塩が有機溶媒への難溶解性、融点を示さず分解する性質を持つためである。本研究では、イオンラジカル塩を融解させる手法を見出し、電子材料へとつなげる端緒を切り開いた。