2022 Fiscal Year Final Research Report

Development of near-infrared organic semiconductors

Research Project

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Project/Area Number	19KK0142
Research Category	Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
Allocation Type	Multi-year Fund
Review Section	Medium-sized Section 35:Polymers, organic materials, and related fields
Research Institution	Tohoku University
Principal Investigator	Takimiya Kazuo 東北大学, 理学研究科, 教授 (40263735)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	川畑公輔東北大学, 理学研究科, 助教 (10710212) 大垣拓也国立研究開発法人理化学研究所, 創発物性科学研究センター, 特別研究員 (80804228) 澤本尚典国立研究開発法人理化学研究所, 創発物性科学研究センター, 特別研究員 (90880279)
Project Period (FY)	2019-10-07 – 2023-03-31
Keywords	近赤外吸収 / 有機トランジスタ / 有機太陽電池 / 有機半導体 / フォトディテクタ
Outline of Final Research Achievements	A meeting was held in France immediately after the start of the research in December 2019 to discuss materials and photoelectric device applications and to schedule joint experiments at the University of Bordeaux by young researchers, as well as to prepare for the signing of a collaboration agreement (which was subsequently completed). However, due to the spread of COVID-19 infection after April 2020, it was not possible to conduct full-scale joint experiments, and we decided to proceed with device research by sharing information online. The research was conducted in Japan with a focus on materials development, and the development of acendithiophene-quinoid, thiophene-fused naphthalenediimide, and dicyanomethylene-substituted thienothiophene skeletons was carried out for application in solar cells, transistors, and other devices.
Free Research Field	有機化学，材料化学，物理有機化学
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	独自の材料系である3種の異なる材料系の開発研究を行い、太陽電池、トランジスタなどへの応用を行うことで、新たな近赤外有機半導体の材料系を提案することができた。このうちアセンジチオフェン・キノイド系では分子設計により薄膜における選択的長波長化が可能であることを示すことが出来ており、他の材料系にも応用可能な分子設計法であるため、今後の近赤外吸収材料の開発における指針となると考えられる。また、ジシアノメチレン置換チエノチオフェン系骨格は新規なアクセプター性終端基として有機薄膜太陽電池用NFAの開発に有用であり、特に光電変換領域の近赤外化に有用であることから、今後の材料化発に資すると期待される。