| 研究課題/領域番号 |
21K05018
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分33010:構造有機化学および物理有機化学関連
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
藤野 智子 東京大学, 物性研究所, 助教 (70463768)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 有機伝導体 / オリゴマー / 単結晶 / 電気伝導性 / 水素結合 / 電荷移動塩 / バンドフィリング変調 / クーロン反発 / 鎖伸長効果 / バンド構造 / チオフェン |
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| 研究開始時の研究の概要 |
有機エレクトロニクスデバイスの主流となっているポリマー材料は，混合物性ゆえに構造が不明瞭であり，良導化・高機能化の指針が確立されていない．そこでポリマーの基礎骨格を維持した単分子性オリゴマー材料が，詳細な構造情報が入手可能で，かつ単分子性ゆえにπ積層境界面の平滑化による高伝導化を可能としうることから注目されている．応募者らは最近，エチレンジオキシチオフェン（EDOT）２量体を開発し密接なπ積層構造を実現したものの，π積層間の相互作用が得られず伝導性は乏しかった．本研究では，EDOTオリゴマー末端にπ積層間相互作用を誘発する水素結合性基を導入し，伝導次元性拡張による良導性材料の実現を目指す．
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| 研究成果の概要 |
現在の有機エレクトロニクスデバイスの素材は，π共役系導電性高分子材料が主流となっているが，構造的な乱れのために詳細な構造・機構の情報が入手しにくく，高伝導化のための指針が確立されていない．本研究では，導電性高分子の基礎骨格を抽出した単結晶性オリゴマー型伝導体を開発した．オリゴマー固有の分子設計自由度の高さを活用した構造と物性との相関研究のなかで，鎖長・配列・次元性・バンドフィリングの変調などに基づいた電子構造の制御し，室温での電気伝導度を6桁向上させた．室温以上では金属的な電子状態を実現することができた．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
高分子と低分子の中間に位置するオリゴマー材料は，その構成ユニットの種類、配列情報によって立体空間を制御可能な優れた特性を示す優れた伝導性材料であることを見出した．オリゴマー集合体の立体空間と電子機能を制御するという伝導体材料開発のための新しいコンセプトが実証されたものといえる．オリゴマー材料は、物質設計度が高く，レアメタルフリーで安価な原料から合成できる軽くて柔らかい新材料であり，有機伝導体材料や有機電子デバイス開発における技術革新をもたらしうるものと期待される．
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