Development of high mobility organic semiconductors with 15 group elements

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K15261
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 33010:Structural organic chemistry and physical organic chemistry-related
• Research Institution: Nara Institute of Science and Technology
• Principal Investigator: Matsuo Kyohei 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (00778904)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 有機半導体 / 有機電界効果トランジスタ / リン

Outline of Final Research Achievements

A pentacyclic phosphaacene incorporating a phosphorus atom was synthesized as a new organic semiconductor framework. X-ray crystallographic analysis revealed that its highly planar molecular structure and typical pi-stacking in crystal lattice suitable for OFET materials. In addition, its higher electron accepting ability than that of a carbon substituted analogue is promising for the application to the n-type organic semiconductors.

Free Research Field

有機化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

有機電界効果トランジスタはフレキシブルディスプレイやウェアラブルデバイスなどを駆動する有機エレクトロニクス素子として欠かせないものであるが、実用化に向けては電子を輸送するn型半導体の電荷移動度の向上が課題となっている。本研究では、電荷移動度の向上に重要な高周期元素を導入しつつ電子受容性の高い骨格を構築する新しい方法として、従来の硫黄原子に代わりリン原子に着目した分子設計を提案した。