縮環系有機半導体を基盤とする有機電子デバイス材料の開拓

• 研究課題/領域番号: 22550165
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機能材料・デバイス
• 研究機関: 東海大学
• 研究代表者: 功刀 義人 東海大学, 工学部, 教授 (90243518)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2014年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2013年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2012年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2011年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2010年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
• キーワード: 有機トランジスタ / 有機半導体 / 有機デバイス / 半導体物性

研究成果の概要

有機半導体は有機材料の持つ柔軟性と可溶性は大きな魅力であり、この様な利点を活かし、有機トランジスタ、有機発光素子、有機太陽電池など広範な応用が期待されている。本研究課題では「有機トランジスタ」に焦点を絞り、材料開発と素子開発の両面から高機能有機トランジスタの開発を行った。新規トランジスタ材料として50種類以上の縮環系有機半導体化合物を開発した。これらの材料を用いてトランジスタ素子を作製したところ、アモルファスシリコンをはるかにしのぐ性能の素子の作製に多数成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Organic Field-effect Transistors Based on Alkylphenyl-substituted Dinaphtho[2,1-b:2’,1’-f]thieno[3,2-b]thiophenes (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. KUNUGI, Y. FUJITA, M. TSUTSUI, and K. OKAMOTO
  • 雑誌名: Electrochemistry 巻: 83
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Synthesis of Conjugated D-A Polymers Bearing Bi(dithienogermole) as a New Donor Component and Their Applications to Polymer Solar Cells and Transistors (2015)
  • 著者名/発表者名: J. OHSHITA, M. MIYAZAKI, M. NAKASHIMA, D. TANAKA, Y. OOYAMA, T. SASAKI, Y. KUNUGI, Y. MORIHARA
  • 雑誌名: RSC Advances 巻: 5 号: 17 ページ: 12686-12691
  • DOI: 10.1039/c4ra16749j
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of Organic Single Crystal Transistors Based on 5,9-Diphenyldinaphtho[2,1-b:1’,2’-d]furan Derivatives (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. KUNUGI, A. MAEDA, T. ARAKAWA, and K. OKAMOTO
  • 雑誌名: Journal of Photopolymer Science and Technology 巻: 27 ページ: 317-320
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Multifunctional π-Expanded Macrocyclic Oligothiophene 6-Mers and Related Macrocyclic Oligomers (2014)
  • 著者名/発表者名: Iyoda, M.; Tanaka, K.; Shimizu, H.; Hasegawa, M.; Nishinaga, T.; Nishiuchi, T.; Kunugi, Y.; Ishida, T.; Otani, H.; Sato, H.; Inukai, K.; Tahara, K.; Tobe, Y.
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 136 号: 6 ページ: 2389-2396
  • DOI: 10.1021/ja4101744
  • 査読あり
• [雑誌論文] Antiaromatic planar cyclooctatetraene: a strategy for ambipolar semiconductors in field effect transistors (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Nishinaga, T. Ohmae, K. Aita, M. Takase, M. Iyoda, T. Arai, Y. Kunugi
  • 雑誌名: Chem. Commun. 巻: 49 号: 47 ページ: 5354-5356
  • DOI: 10.1039/c3cc41764f
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characteristics of Thin-Film Transistors Based on 2,8-Disubstituted Chrysene Derivatives with Polymer-Treated SiO₂ Dielectric Layers (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. KUNUGI, H. HOSHINO, H. OTSUKI and K. OKAMOTO
  • 雑誌名: Electrochemistry 巻: 81 号: 5 ページ: 402-404
  • DOI: 10.5796/electrochemistry.81.402
  • NAID: 10031152013
  • ISSN: 1344-3542, 2186-2451
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis and Optical Properties of Organosiliconeoligothiophene Branched Polymers (2013)
  • 著者名/発表者名: J. OHSHITA, Y. TOMINAGA, D. TANAKA, T. MIZUMO, Y. FUJITA and Y. KUNUGI
  • 雑誌名: Journal of Organometallic Chemistry 巻: 736 ページ: 50-54
  • DOI: 10.1016/j.jorganchem.2013.03.007
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ambipolar Single Crystal Organic Field-effect Transistors Based on (4,4’-Diphenyl)dinaphtho [2,1-b:2’,1’-f]thieno[3,2-b]thiophene (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Kunugi
  • 雑誌名: Journal of Photopolymer Science and Technology 巻: 25 号: 3 ページ: 285-288
  • DOI: 10.2494/photopolymer.25.285
  • NAID: 130004833454
  • ISSN: 0914-9244, 1349-6336
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation, Hybrid Formation with Single-walled Carbon Nanotube, and Film Morphology of Pyrene-containing Polysiloxanes (2012)
  • 著者名/発表者名: Z. Lu
  • 雑誌名: Composite Interfaces 巻: 19 号: 9 ページ: 573-581
  • DOI: 10.1080/15685543.2012.762866
  • 査読あり
• [雑誌論文] Single Crystal Organic Field-effect Transistors Based on 2,8-Diphenyl and Dinaphthyl Chrysenes (2011)
  • 著者名/発表者名: Yoshihito Kunugi, Tatsuya Arai, Norihiro Kobayashi, Hiroyuki Otsuki, TohruNishinaga, Kazuo Okamoto
  • 雑誌名: Journal of Photopolymer Science and Technology 巻: 24 号: 3 ページ: 345-348
  • DOI: 10.2494/photopolymer.24.345
  • NAID: 130004464902
  • ISSN: 0914-9244, 1349-6336
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis and Structural, Electronic, Optical and FET Properties of Thiophene-Pyrrole Mixed Hexamers End-Capped with Phenyl and Pentafluorophenyl Groups (2011)
  • 著者名/発表者名: Tohru Nishinaga, Toshihiko Miyata, Masaki Tateno, Masahide Koizumi, Masayoshi Takase, Masahiko Iyoda, Norihiro Kobayashi, Yoshihito Kunugi
  • 雑誌名: J. Mater. Chem. 巻: 21 号: 38 ページ: 14959-14966
  • DOI: 10.1039/c1jm12966j
  • 査読あり
• [雑誌論文] Single Crystal Organic Field-effect Transistors Based on Dinaphthothienothiophene Isomers (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Kunugi
  • 雑誌名: Journal of Photopolymer Science and Technology 巻: 23 ページ: 323-326
  • 査読あり
• [雑誌論文] 有機デバイスへの挑戦 (2010)
  • 著者名/発表者名: 功刀義人
  • 雑誌名: Journal of the Society of Inorganic Materials, Japan 巻: 17 ページ: 182-187
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of star-shaped molecules with pyrene-containing pi-conjugated units linked by an organosilicon core (2010)
  • 著者名/発表者名: J.Ohshita
  • 雑誌名: Applied Organometallic Chemistry 巻: 24 ページ: 540-544
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of the Silicon Core Structures on the Hole Mobility of Star-shaped Oligothiophenes (2010)
  • 著者名/発表者名: J.Ohshita
  • 雑誌名: Dalton Transactions 巻: 39 ページ: 9314-9320
  • 査読あり
• [学会発表] Organic Thin-film Transistors based on Alkylsilylamine-treated SiO2 Dielectric Layers (2015)
  • 著者名/発表者名: T. SASAKI, K. TANIGUCHI, H. ARASE, J. OHSHITA, and Y. KUNUGI
  • 学会等名: The International Conference on Materials for Advanced Technologies （ICMAT2015）
  • 発表場所: Singapoｒe（Singapoｒe）
  • 年月日: 2015-06-29 – 2015-07-03
• [学会発表] Organic Single-crystal Transistors based on Alkyl Substituted Diphenyl-dinaphtho [2,1-b:2’,1’f]thieno[3,2b]thiophen Derivatives (2015)
  • 著者名/発表者名: T. ONOZUKA, A. MAEDA, H. OTUKI, K. OKAMOTO, and Y. KUNUGI
  • 学会等名: The International Conference on Materials for Advanced Technologies （ICMAT2015）
  • 発表場所: Singapoｒe（Singapoｒe）
  • 年月日: 2015-06-29 – 2015-07-03
• [学会発表] Characterization of Alkyl-substituted Picene Thin Films as Active Layers of Organic Field Effect Transistors (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. FUJITA, M. MONZAKI, K. OKAMOTO, Y. KUNUGI
  • 学会等名: 2014 Material Research Society Fall Meeting
  • 発表場所: Boston(USA)
  • 年月日: 2014-11-30 – 2014-12-05
• [学会発表] Organic Field-effect Transistors Based on Single-crystal Ribbons of Solution Processed Dialkyl DNTT Derivatives (2014)
  • 著者名/発表者名: A. MAEDA, M. TSUTSUI, K. OKAMOTO, Y. KUNUGI
  • 学会等名: 2014 Material Research Society Fall Meeting
  • 発表場所: Boston(USA)
  • 年月日: 2014-11-30 – 2014-12-05
• [学会発表] Fabrication and Characterization of Field Effect Transistors Based on Asymmetric Chrysene Derivatives (2014)
  • 著者名/発表者名: T. YOSHIDA, H. OTSUKI, K. OKAMOTO, Y. KUNUGI
  • 学会等名: 2014 Material Research Society Fall Meeting
  • 発表場所: Boston(USA)
  • 年月日: 2014-11-30 – 2014-12-05
• [学会発表] 有機半導体デバイス (2014)
  • 著者名/発表者名: 功刀義人
  • 学会等名: 反応性・機能性材料シンポジウム
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 招待講演
• [学会発表] High Performance OFETs Based on Single-crystal Ribbons of Diphenylchrysene Derivativeｓ (2013)
  • 著者名/発表者名: A. MAEDA
  • 学会等名: The 4th German-Japanese Symposium on Electrosynthesis
  • 発表場所: 京都大学
• [学会発表] Organic Semiconductors for Electronic Devices (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. KUNUGI
  • 学会等名: 4th KMUTT-Tokai Joint Seminar on Advanced Engineering
  • 発表場所: 東海大学
  • 招待講演
• [学会発表] Characteristic of Thin Film Transistors Based on Alkylated Dinaphtho[2,1-b:2',1'-f]thieno[3,2-b]thiophenes (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. KOIKE
  • 学会等名: 2013 International Symposium on Organic Reaction
  • 発表場所: Taipei (Taiwan)
• [学会発表] Characteristics of Single-crystal OFETs of Aromatic Heterocyclic Hydrocarbon, 21DNFU Derivatives (2013)
  • 著者名/発表者名: T. ARAKAWA
  • 学会等名: 7th International Conference on Materials for Advanced Technologies
  • 発表場所: Suntec (singapore)
• [学会発表] Picene単結晶を用いた有機トランジスタの特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 荒川 哲平
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年会
  • 発表場所: 立命館大学
• [学会発表] ジフェニルクリセン誘導体を用いた高移動度有機単結晶薄膜トランジスタの作製 (2013)
  • 著者名/発表者名: 前田 采美
  • 学会等名: 電気化学会第80回大会
  • 発表場所: 東北大学
• [学会発表] π共役を拡張させた21DNTT誘導体の単結晶トランジスタ (2012)
  • 著者名/発表者名: 荒川哲平
  • 学会等名: 電気化学会第79回大会
  • 発表場所: アクトシティ浜松
  • 年月日: 2012-03-29
• [学会発表] ジフェニルクリセン誘導体を用いた高性能OFET (2012)
  • 著者名/発表者名: 齋藤誠
  • 学会等名: 日本化学会第92春季年会
  • 発表場所: 慶應義塾大学
  • 年月日: 2012-03-27
• [学会発表] アルキル基を導入したジフェニルクリセンのOFET特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高橋義之
  • 学会等名: 2012年春季第59回応用物理学会
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2012-03-15
• [学会発表] Organic Field-effect Transistors Based on 2,8-Disubstituted Chrysene Derivatives (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Takahashi
  • 学会等名: Vth International Conference on Molecular Materials
  • 発表場所: AXA Convention Center, Barcelona, Spain
• [学会発表] Characterization of Single Crystal Organic Field-effect Transistors Based on 21DNTT Derivatives (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Arakawa
  • 学会等名: Vth International Conference on Molecular Materials
  • 発表場所: AXA Convention Center, Barcelona, Spain
• [学会発表] Single-crystal Field-effect Transistors of 21DNTT Derivatives (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Maeda
  • 学会等名: PRiME 2012
  • 発表場所: Hawaii Convention Center, Hawaii, USA
• [学会発表] Characterization of the Single Crystal Organic Field-effect Transistors Based on COTS Derivatives (2011)
  • 著者名/発表者名: T.ARAI
  • 学会等名: ISOR10
  • 発表場所: 慶應義塾大学
  • 年月日: 2011-11-23
• [学会発表] Charge Transport Properties of Bis(octyloxy)dinaphthothienothiophene Based OFETs (2011)
  • 著者名/発表者名: H.HOSHINO
  • 学会等名: ISOR10
  • 発表場所: 慶應義塾大学
  • 年月日: 2011-11-23
• [学会発表] ジフェニルクリセン誘導体のFET特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 齊藤誠
  • 学会等名: 日本化学会第5回関東支部大会
  • 発表場所: 東京農工大学
  • 年月日: 2011-08-31
• [学会発表] ビスオクチルオキシジナフトチェノチオフェンを用いた有機トランジスタ特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 星野光
  • 学会等名: 日本化学会第5回関東支部大会
  • 発表場所: 東京農工大学
  • 年月日: 2011-08-31
• [学会発表] Organic Field-effect Transistors based on 2,8-disubstitute d Chrysene Derivatives (2011)
  • 著者名/発表者名: M.SAITO
  • 学会等名: ICMAT2011
  • 発表場所: Singapore
  • 年月日: 2011-06-28
• [学会発表] 芳香族基を導入したクリセン誘導体の有機単結晶トランジスタ特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 荒井竜也
  • 学会等名: 第28回フォトポリマーコンファレンス
  • 発表場所: 千葉大学
  • 年月日: 2011-06-24
• [学会発表] 環状オリゴチオフェン四量体を用いた有機単結晶トランジスタの特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 荒井竜也
  • 学会等名: 電気化学会第78回大会
  • 発表場所: 横浜国立大学
  • 年月日: 2011-03-29
• [学会発表] アルコキシジナフトチエノチオフェンOFETのキャリア移動度と純度との相関 (2011)
  • 著者名/発表者名: 星野光
  • 学会等名: 電気化学会第78回大会
  • 発表場所: 横浜国立大学
  • 年月日: 2011-03-29
• [学会発表] ビスオクチルジフェニルクリセン誘導体のFET特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 齊藤誠
  • 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: 2011-03-26
• [学会発表] π共役を拡張させたクリセン誘導体の有機単結晶トランジスタ特性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 荒井竜也
  • 学会等名: 日本化学会第4回関東支部大会
  • 発表場所: 筑波大学
  • 年月日: 2010-08-30
• [学会発表] Single Crystal Organic Field-effect Transistors Based on Chrysene Derivatives (2010)
  • 著者名/発表者名: N.Kobayashi
  • 学会等名: International Conference on Science and Technology of Synthetic Metals 2010
  • 発表場所: Kyoto International Conference Center
  • 年月日: 2010-07-06
• [学会発表] ジナフトチエノチオフェン誘導体を用いた有機単結晶トランジスタ (2010)
  • 著者名/発表者名: 荒井竜也
  • 学会等名: 第27回国際フォトポリマーコンファレンス
  • 発表場所: 千葉大学
  • 年月日: 2010-06-25
• [学会発表] 機能性有機材料における電子移動 (2010)
  • 著者名/発表者名: 功刀義人
  • 学会等名: 第6回有機電子移動化学若手の会
  • 発表場所: 大阪府立大学
  • 年月日: 2010-06-24