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シリコンナノシートへの機能性π電子系の導入と有機半導体としての応用

研究課題

研究課題/領域番号 16K14066
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 有機・ハイブリッド材料
研究機関広島大学

研究代表者

大下 浄治  広島大学, 工学研究科, 教授 (90201376)

研究協力者 中野 秀之  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード有機無機ハイブリッド材料 / ナノ材料
研究成果の概要

層状シリコンのSi-H結合に、一級アミンを持ちキャリア輸送機能が期待できる有機色素を脱水素反応させることで、色素で有機化したシリコンナノシートを合成した。得られた有機化シリコンナノシートの物性、電子状態を検討するとともに、光電流発生機能やトランジスタ特性を調査し、さらにこれらの結果と量子化学計算によるシミュレーションの結果を合わせて、有機化シリコンナノシートの有機光電子デバイス材料としてのポテンシャルを明らかにした。また、白金触媒存在下でのアセチレンを有する有機色素とシリコンナノシートのヒドロシリル化反応も色素修飾シリコンナノシートの新合成法として検討した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

有機-無機ハイブリッド材料は、有機の多様性、無機の安定性などの機能を同時に発現するものとして興味がもたれており、様々な分野での機能展開がなされている。一方、最近、層状シリコンのSi-H結合を有機化することで、安定で有機溶媒に可溶なSi二次元構造を持つ有機化シリコンナノシートの合成が報告され、注目を集めている。しかし、有機基としては、単純なアルキル基やフェニル基が採用されており、機能性の有機色素を導入は研究されてこなかった。本研究は、様々な有機π電子系をナノシート上に導入する手法を確立するとともに、その有機光電子デバイス材料としての可能性を示したものである。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Preparation and Photocurrent Generation of Silicon Nanosheets with Aromatic Substituents on the Surface2016

    • 著者名/発表者名
      J. Ohshita, K. Yamamoto, D. Tanaka, M. Nakashima, Y. Kunugi, M. Ohashi, H. Nakano
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. C

      巻: 120 号: 20 ページ: 10991-10996

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.6b03014

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 高周期14族元素による電子状態・物性制御を利用した新規ポリマー材料の創出2018

    • 著者名/発表者名
      大下浄治
    • 学会等名
      第67回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] アルケニル基およびアルキニル基で置換した新規シリコンナノシートの合成と特性評価2018

    • 著者名/発表者名
      松澤佑樹、田中友揮、安達洋平、大下浄治、大橋雅卓、中野秀之
    • 学会等名
      第67回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis and optical properties of new silicon nanosheets with alkenyl and alkynyl substituents2018

    • 著者名/発表者名
      Yuki Matsuzawa, Yuki Tanaka, Yohei Adachi, Joji Ohshita, Masataka Ohashi, Hideyuki Nakano
    • 学会等名
      The 12th SPSJ International Polymer Conference (IPC2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Si・Geの電子的な特徴を生かした機能材料へのアプローチ2018

    • 著者名/発表者名
      大下浄治
    • 学会等名
      第10回無機高分子研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] アルケニル基およびアルキニル基で置換した新規シリコンナノシートの合成と特性評価2018

    • 著者名/発表者名
      松澤佑樹、田中友揮、安達洋平、大下浄治、大橋雅卓、中野秀之
    • 学会等名
      第67回高分子年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 電子受容性基を導入した新規シリコンナノシートの合成と特性評価2017

    • 著者名/発表者名
      田中友揮、大下 浄治、大橋 雅卓、中野 秀之
    • 学会等名
      第66回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 種々の有機基を修飾した新規シリコンナノシートの合成と特性評価2016

    • 著者名/発表者名
      田中友揮、山本一陽、中島真実、大下浄治、大橋雅卓、中野秀之
    • 学会等名
      第35回無機高分子研究討論会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2016-11-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考]

    • URL

      https://home.hiroshima-u.ac.jp/orgmtrls/Ohshita_Group/Ohshita_Group-Home.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 有機材料化学研究室 論文

    • URL

      http://home.hiroshima-u.ac.jp/orgmtrls/Ohshita_Group/Publications.html

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 広島大学大学院工学研究科有機材料化学研究室

    • URL

      http://home.hiroshima-u.ac.jp/orgmtrls/Ohshita_Group/Research.html

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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