2023 Fiscal Year Annual Research Report
Development of Ambipolar Charge-Transportable Thin Films Using Self-Assembly of Nickel Complex Salts in Water
Publicly Offered Research
| Project Area | Aquatic Functional Materials: Creation of New Materials Science for Environment-Friendly and Active Functions |
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| Project/Area Number |
22H04523
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
藤野 智子 東京大学, 物性研究所, 助教 (70463768)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | アンバイポーラー型半導体 / d/π共役系錯体 / 薄膜 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
正孔と電子の双方を輸送するアンバイポーラー型半導体は、次世代の電子デバイスの鍵となる材料として注目を集めている．アンバイポーラー型半導体の高移動化・高機能化に向けて，伝導性発現の精度・確度・再現性に富む単分子量材料への期待が高まっている。単分子量材料は多層から構成される薄膜デバイス内での境界伝導障壁を低減できる理想的材料いえる．しかし，水や酸素と反応せず，大気下で安定的に電荷輸送を担うための分子に課される電子的要請として，１）深いLUMO、２）狭いHOMO－LUMOギャップといった厳しい条件を満たす必要があり，その実現例はごく限られている．本研究では、こうした厳しい電子要件を満たす材料としてd/π共役系錯体，特に安価・高安定で量的供給性に優れたニッケルジチオレン錯体に着目し，大気下で安定な分子性アンバイポーラー型半導体材料を開発した．平面状の構造をとる本錯体は，分子間での有効な軌道相互作用をもつ積層様式からなる高秩序な薄膜を形成した．実際に有機電界効果トランジスタ（OFET）デバイスの半導体層として優れたアンバイポーラー型電荷輸送性を発現した．大気下において従前のアンバイポーラー型半導体材料を凌駕する移動度・安定性・物性再現性を示すことを明らかにした．結晶性の高いこの分子性半導体薄膜は，薄膜面内でキャリアの種類に応じた移動度の異方性を示し，スイッチング機能を多様化できることを示した．さらに，この半導体薄膜の前駆体のアニオン塩の構造を多様化し，両親媒性の構造とすることで，水圏で二重膜構造を形成し，特異な外場的構造変化を示した．
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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