平面/非平面巨大π共役分子のナノ相分離を戦略とする電子活性ソフトマテリアルの設計

• 研究課題/領域番号: 21350071
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機能物質化学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 相田 卓三 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (00167769)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 19,500千円 (直接経費: 15,000千円、間接経費: 4,500千円); 2011年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2010年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円); 2009年度: 9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円)
• キーワード: 液晶 / プラスチックエレクトロニクス / ポルフィリン / 金属錯体 / 多環式芳香族化合物 / 刺激応答性

研究概要

近年有機化合物によるエレクトロニクス材料の開発が盛んである。これは、これまでの半導体シリコンには無い、安価な製造コストや容易な構造改変による機能のチューニング、溶液プロセスの利用などの特徴があるからである。そのような化合物として多環式芳香族が利用されるが、本研究ではポルフィリン環が複数縮環した「完全縮環ポルフィリン」をモチーフとして、新規液晶性有機半導体の合成及び物性の検討を行った。結果として(1)側鎖デザインによりp-型とn-型が入れ替わる液晶性有機半導体の開発、(2)可視領域全域に渡る吸収帯を持つ液晶性有機半導体の開発に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Toward Ultralow-Bandgap Liquid Crystalline Semiconductors: Use of Triply Fused Metalloporphyrin Trimer-Pentamer as Extra-large π-Extended Mesogenic Motifs (2012)
  • 著者名/発表者名: Seiya Tanaka, Tsuneaki Sakurai, Yoshihito Honsho, Akinori Saeki, Shu Seki, Kenichi Kato, Masaki Takata, Atsuhiro Osuka, and Takuzo Aida
  • 雑誌名: Chem. Eur. J 巻: 18 ページ: 10554-10561
  • 査読あり
• [雑誌論文] Toward Ultralow-Bandgap Liquid Crystalline Semiconductors: Use of Triply Fused Metalloporphyrin Trimer–Pentamer as Extra-large π-Extended Mesogenic Motifs. (2012)
  • 著者名/発表者名: Seiya Tanaka
  • 雑誌名: Chemistry - A Europiean Journal 巻: 18 ページ: 10554-10561
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electron or Hole-Transporting Nature Selected by Side Chain-Directed π-Stacking Geometry: Liquid Crystalline Fused Metalloporphyrin Dimers (2011)
  • 著者名/発表者名: Tsuneaki Sakurai, Kentaro Tashiro, Yoshihito Honsho, Akinori Saeki, Shu Seki, Atsuhiro Osuka, Atsuya Muranaka, Masanobu Uchiyama, Jungeum Kim, Sunyeo Ha, Kenichi Kato, Masaki Takata, and Takuzo Aida
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc 巻: 133 ページ: 6537-6540
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electron- or Hole-Transporting Nature Selected by Side-Chain-Directed II-Stacking Geometry : Liquid Crystalline Fused Metalloporphyrin Dimers (2011)
  • 著者名/発表者名: Tsuneaki Sakurai, Kentaro Tashiro, Yoshihito Honsho, Akinori Saeki, Shu Seki, Atsuhiro Osuka, Atsuya Muranaka, Masanobu Uchiyama, Jungeun Kim, Sunyeo Ha, Kenichi Kato, Masaki Takata, Takuzo Aida
  • 雑誌名: Journal of the American Chemical Society 巻: 133 ページ: 6537-6540
  • 査読あり
• [雑誌論文] Liquid Crystalline CorannuleneResponsive to Electric Field (2009)
  • 著者名/発表者名: Daigo Miyajima, Kentaro Tashiro, Fumito Araoka, Hideo Takezoe, Jungeun Kim, Kenichi Kato, Masaki Takata, and Takuzo Ai da
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc 巻: 131 ページ: 44-45
  • 査読あり
• [雑誌論文] Liquid Crystalline Corannulene Responsive to Electric Field (2009)
  • 著者名/発表者名: D.Miyajima, et.al
  • 雑誌名: J.Am.Chem.Soc. 巻: 131 ページ: 44-45
  • 査読あり
• [学会発表] 有機薄膜太陽電池開発の新たな半導体 素材としての二重縮環ホ〓ルフィリン二量体 (2013)
  • 著者名/発表者名: 田中聖也,赤池幸紀,櫻井庸明,佐伯昭紀, 関修平,大須賀篤弘, 相田卓三
  • 学会等名: 日本化学会第93回春季年会
  • 発表場所: 立命館大学
  • 年月日: 2013-03-22
• [学会発表] 縮環ポルフィリン 3-5 量体を巨大π拡張コ アとして用いる超低バンドギャップ液晶性半導体 (2012)
  • 著者名/発表者名: 田中聖也,櫻井庸明,佐伯昭紀,関修平,大須賀篤弘,相田卓三
  • 学会等名: 第23回基礎有機化学討論会
  • 発表場所: 京都テルサ
  • 年月日: 2012-09-19
• [学会発表] 縮環ポルフィリン二量体からなる液晶材料の電荷輸送特性と配向特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 櫻井庸明,小林祥之,佐伯昭紀,関修平,大須賀篤弘,相田卓三
  • 学会等名: 第61回高分子学会年次大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2012-05-29
• [学会発表] 液晶性ポルフィリンテープ:近赤外領域までの広い吸収を有する有機半導体の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 田中聖也,櫻井庸明,佐伯昭紀,関修平,大須賀篤弘,相田卓三
  • 学会等名: 第61回高分子学会年次大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2012-05-29
• [学会発表] 縮環ポルフィリンをコアとする液晶性有機半導体(1):縮環二量体液晶のホール/電子輸送特性と垂直配向特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 櫻井庸明,小林祥之,佐伯昭紀,関修平,大須賀篤弘,相田卓三
  • 学会等名: 日本化学会第92春季年会
  • 発表場所: 慶應大学
  • 年月日: 2012-03-27
• [学会発表] 縮環ポルフィリンをコアとする液晶性有機半導体(2):近赤外領域までの広い吸収を有する縮環多量体液晶 (2012)
  • 著者名/発表者名: 田中聖也,櫻井庸明,佐伯昭紀,関修平,大須賀篤弘,相田卓三
  • 学会等名: 日本化学会第92春季年会
  • 発表場所: 慶應大学
  • 年月日: 2012-03-27
• [学会発表] 縮環ポルフィリンをコアとする液晶性有機半導体(1):縮環二量体液晶のホール/電子輸送特性と垂直配向特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: Tsuneaki Sakurai, Yoshiyuki Kobayashi, Akinori Saeki, Shu Seki, Atsuhiro, Osuka, Takuzo Aida
  • 学会等名: 日本化学会第92春季年会
  • 発表場所: 慶応大学
  • 年月日: 2012-03-27
• [学会発表] 縮環ポルフィリンをコアとする液晶性有機半導体(2):近赤外領域までの広い吸収を有する縮環多量体液晶 (2012)
  • 著者名/発表者名: Seiya Tanaka, Tsuneaki Sakurai, Akinori Saeki, Shu Seki, Atsuhiro, Osuka, Takuzo Aida
  • 学会等名: 日本化学会第92春季年会
  • 発表場所: 慶応大学
  • 年月日: 2012-03-27
• [学会発表] 縮環ポルフィリンを用いた液晶性有機半導体の分子設計(1):メゾアルキル置換体を用いた垂直配向能を有する液晶材料の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 櫻井庸明,小林祥之,佐伯昭紀,関修平,大須賀篤弘,相田卓三
  • 学会等名: 第60高分子討論会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2011-09-29
• [学会発表] 縮環ポルフィリンを用いた液晶性有機半導体の分子設計(2):縮環多量体をコアとする液晶性半導体の合成と機能 (2011)
  • 著者名/発表者名: 田中聖也,櫻井庸明,佐伯昭紀,関修平,大須賀篤弘,相田卓三
  • 学会等名: 第60高分子討論会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2011-09-29
• [学会発表] 縮環ポルフィリンを用いた液晶性有機半導体の分子設計(1):メゾアルキル置換体を用いた垂直配向能を有する液晶材料の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: Tsuneaki Sakurai, Yoshiyuki Kobayashi, Akinori Saeki, Shu Seki, Atsuhiro, Osuka, Takuzo Aida
  • 学会等名: 第60回高分子討論会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2011-09-29
• [学会発表] 縮環ポルフィリンを用いた液晶性有機半導体の分子設計(2):縮環多量体をコアとする液晶性半導体の合成と機能 (2011)
  • 著者名/発表者名: Seiya Tanaka, Tsuneaki Sakurai, Akinori Saeki, Shu Seki, Atsuhiro, Osuka, Takuzo Aida
  • 学会等名: 第60回高分子討論会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2011-09-29
• [学会発表] 縮環ポルフィリンを用いた液晶性有機半導体の分子設計(1):相溶性/非相溶性を利用した側鎖の分子設計によるホール輸送性/電子輸送性材料の構築 (2011)
  • 著者名/発表者名: 櫻井庸明,佐伯昭紀,関修平,大須賀篤弘,相田卓三
  • 学会等名: 日本化学会第91春季年会
  • 発表場所: 神奈川大学
  • 年月日: 2011-03-28
• [学会発表] 縮環ポルフィリンを用いた液晶性有機半導体の分子設計(2):メゾアルキル置換体を用いた垂直配向能を有する液晶材料の創出 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小林祥之,櫻井庸明,佐伯昭紀,関修平,大須賀篤弘,相田卓三
  • 学会等名: 日本化学会第91春季年会
  • 発表場所: 神奈川大学
  • 年月日: 2011-03-28
• [学会発表] 縮環ポルフィリンを用いた液晶性有機半導体の分子設計(3):縮環多量体をコアとする液晶性半導体の合成と機能 (2011)
  • 著者名/発表者名: 田中聖也,櫻井庸明,佐伯昭紀,関修平,大須賀篤弘,相田卓三
  • 学会等名: 日本化学会第91春季年会
  • 発表場所: 神奈川大学
  • 年月日: 2011-03-28
• [学会発表] 液晶性完全縮環ポルフィリン二量体:側鎖の分子デザインによるホール輸送性および電子輸送性材料の開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 櫻井庸明,田代健太郎,大須賀篤弘,佐伯昭紀,関修平,相田卓三
  • 学会等名: 第59高分子討論会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2010-09-16
• [学会発表] 液晶性完全縮環ポルフィリン二量体:πスタック様式でp/n特性が変化する有機半導体 (2010)
  • 著者名/発表者名: 櫻井庸明,田代健太郎,大須賀篤弘,佐伯昭紀,関修平,相田卓三
  • 学会等名: 第59回高分子学会年次大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2010-05-27
• [学会発表] 液晶性完全縮環ポルフィリン二量体:π-スタッキングの様式でスイッチするp/n-型半導体特性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 櫻井庸明,田代健太郎,大須賀篤弘,佐伯昭紀,関修平,相田卓三
  • 学会等名: 日本化学会第90春季年会
  • 発表場所: 近畿大学
  • 年月日: 2010-03-29
• [学会発表] Programmed Assembly for Tailoring Novel Optoelectronic and Bioresponsive Nanomaterials (2010)
  • 著者名/発表者名: Takuzo Aida
  • 学会等名: American Chemical Society Spring 2010 National Meeting & Exposition, Division of Polymeric Materials : Science and Engineering
  • 発表場所: 米国・サンフランシスコ
  • 年月日: 2010-03-21
• [学会発表] 液晶性ポルフィリンテープ：近赤外領域までの広い吸収を有する有機半導体の開発
  • 著者名/発表者名: 田中 聖也
  • 学会等名: 第61回高分子学会年次大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜、神奈川県
• [学会発表] 縮環ポルフィリン二量体からなる液晶材料の電荷輸送特性と配向特性
  • 著者名/発表者名: 櫻井 庸明
  • 学会等名: 第61回高分子学会年次大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜、神奈川県
• [学会発表] 縮環ポルフィリン3-5量体を巨大π拡張コアとして用いる超低バンドギャップ液晶性半導体
  • 著者名/発表者名: 田中 聖也
  • 学会等名: 第23回基礎有機化学討論会
  • 発表場所: 京都テルサ、京都府
• [学会発表] 有機薄膜太陽電池開発の新たな半導体素材としての二重縮環 ポルフィリン二量体
  • 著者名/発表者名: 田中 聖也
  • 学会等名: 日本化学会第93回春季年会
  • 発表場所: 立命館大学、滋賀県
• [備考]
  • URL: http://macro.chem.t.u-tokyo.ac.jp/AIDA_LABORATORY/TOP.html