| 研究課題/領域番号 |
20K21007
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分21:電気電子工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 大阪公立大学 (2022)
大阪府立大学 (2020-2021) |
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研究代表者 |
内藤 裕義 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 特任教授 (90172254)
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| 研究分担者 |
麻田 俊雄 大阪公立大学, 大学院理学研究科, 教授 (10285314)
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| 研究期間 (年度) |
2020-07-30 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2021年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2020年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
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| キーワード | アモルファス有機半導体 / インピーダンス分光法 / 電子物性評価 / 量子化学計算 / Successive Conduction法 / 電子物性予測 / 有機アモルファス半導体 / アモルファス構造 / Successive Conduction 法 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
電荷輸送性を有する分子の凝集アモルファス構造を分子動力学法により作製し、各分子間の電荷移動速度の計算と量子化学計算を行うことで、いままでにはなかった電子物性（電荷移動度、禁制帯中の局在準位分布）を予測する手法を確立する。実験結果と比較することで手法の有用性を実証する。学術的には結晶半導体におけるBraggの法則による結晶構造の決定、それに基づくバンド構造からの電子物性予測に匹敵する学術分野の確立の端緒となり、有機アモルファス半導体の社会実装上でもデバイス開発速度が速くなり、しかも、低コストで行えるため、有機エレクトロニクス分野に大きなインパクトを与える挑戦的研究を行う。
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| 研究成果の概要 |
正孔輸送性を示す分子の凝集アモルファス構造を分子動力学法により作製し、各分子間の電荷移動速度、分子間相互作用を求めることで電子物性（正孔移動度、禁制帯中の局在準位分布、価電子帯の状態密度、価電子帯の有効状態密度）を計算することができた。計算した電子物性は実験値とよく一致し、電子物性を予測する手法を確立できた。これにより、結晶半導体におけるBraggの法則による結晶構造の決定、それに基づくバンド構造からの電子物性予測に匹敵する学術分野の端緒を拓くことができた。
機械学習を活用して、目的とする正孔移動度を示す新規な有機分子を設計できる自動分子設計システムの構築に成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
アモルファス有機半導体は、有機発光ダイオード（OLED）テレビとして実用化されているが、OLEDはIoTデバイス、バイオセンサー、低光量療法のフレキシブル光源として重要である。OLEDは、新規な高機能性を発現する化合物の合成により進展してきたが、本研究の成果により、アモルファス有機半導体における電子物性を予測することが可能になった。アモルファス有機半導体の社会実装上でもOLED等のデバイス開発速度が速くなり、しかも、低コストで行え、有機エレクトロニクス分野に大きなインパクトを与えることが期待できる。
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