| Research Abstract |
自己組織化可能な構造として長鎖アルキル基をもつ幾つかの低分子有機半導体系を開発し,それらの溶液プロセス有機トランジスタへの応用を検討した.具体的には,p型半導体としてヘテロアレン系,TTF系,フタロシアニン系等を,n型半導体としてチエノキノイド系の開発を行い,これらを溶液プロセスにより製膜し,トランジスタ特性を明らかにした.また,これらの材料の薄膜における分光学的特性の評価,薄膜XRD測定,さらに単結晶構造解析を行い,データを比較考察することで薄膜中での分子配向を明らかにした.その結果,導入した長鎖アルキル基が分子配向制御に寄与している系と全く関与していない系が存在していることが分かってきた.分子配向制御に寄与する系では層状構造が形成されており,このような薄膜を用いたトランジスタは概ね10^<-2>cm^2/Vsを超える移動度を示した.一方で,寄与していない系では,アルキル基部分とπ骨格部分が交互積層するような構造をとっており,このような構造を持つ材料の薄膜トランジスタは電界効果を示さないものが多数見られた.また,π骨格部分を拡張していくと長鎖アルキル基を導入しているにも関わらず溶解性が大きく改善できない系もあり,塗布材料開発における本分子設計指針の限界も見えてきた.しかし,今年度合成した長鎖アルキル置換の拡張π電子系で溶解性が低く溶液塗布による製膜は出来なかったものの,蒸着膜を用いたトランジスタで6cm^2/Vsに達する電界効果移動度を示す材料を見出すことが出来た.これは,これまでに報告されている有機薄膜トランジスタに於ける世界最高の移動度であり,本分子設計の特性向上におけるポテンシャルの高さを示すものである.
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