| 研究課題/領域番号 |
21K05206
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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35030:有機機能材料関連
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
川畑 公輔 東北大学, 理学研究科, 助教 (10710212)
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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: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 高分子半導体 / 狭バンドギャップ / 近赤外吸収 / 両極性電荷輸送 / キノイド / ドナーアクセプターポリマー |
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| 研究開始時の研究の概要 |
現在、波長1100 nmを超える小さなエネルギーの近赤外光を検出する電子素子には、高価な無機半導体材料が用いられており、これらに代わる安価な新材料の創製が望まれている。研究代表者はこれまでに、キノイドと呼ばれる分子骨格を基盤として、近赤外光を吸収可能な低分子有機半導体材料を開発してきた。本研究では、研究代表者が独自開発してきたキノイド分子骨格を基盤として、より高い電荷輸送特性と長波長吸収が期待される高分子半導体材料の開発およびその物性・機能評価に取り組む。
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| 研究成果の概要 |
本研究では研究代表者が独自開発してきたアセンジカルコゲノフェンジオンと呼ばれる高い電子受容性を有する一連の有機半導体骨格を組み込んだ種々の新規高分子半導体の合成とその半導体物性の調査を行った。本骨格を導入した高分子半導体について、骨格のπ拡張や含まれるカルコゲン原子の種類、可溶性置換基の種類や置換位置等の分設計を精査することで、1 eV 以下狭いバンドギャップを有しかつ、深いHOMO、LUMO準位と1 cm2/Vsに及ぶ高いキャリア移動度を示す材料を創製するに至った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
吸収端波長が1100 nm（1.1 eVのバンドギャップエネルギーに相当）を超えるほど極めて狭いバンドギャップを有する高分子半導体材料は、従来のシリコン半導体の代替かそれ以上に優れた次世代の電子材料として期待されている。しかし、化学的安定性と優れた半導体物性を示す極狭バンドギャップ高分子半導体の設計は容易ではない。本研究では、新規半導体骨格を組み込んだ分子設計により、優れた物性を示す新規材料の創出のみならず、今後の材料開発において重要な分子設計や合成アプローチについての知見を見出した。
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