| 研究課題/領域番号 |
22KJ0993
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| 補助金の研究課題番号 |
22J15522 (2022)
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 基金 (2023)
補助金 (2022) |
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| 応募区分 | 国内 |
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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 |
坂巻 拓海 東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC2)
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| 研究期間 (年度) |
2023-03-08 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
採択後辞退 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2023年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2022年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
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| キーワード | 有機半導体 / ホウ素-窒素ドープ / 近赤外吸収材料 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
炭素－炭素二重結合と等電子構造を有するホウ素-窒素(BN)ドープ化合物はホウ素のルイス酸性やBNユニットの強い極性による高い発光・吸収特性が付与される．本研究では，上記特性に基づいたBNドープπ共役系材料の設計・合成を行うとともに，得られる材料の特異な物性の調査とその現象解明に取り組み，有機エレクトロニクス分野での展開を視野に入れた機能性材料を創出することを目指す．
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| 研究実績の概要 |
ホウ素-窒素(BN)ドープ化合物は，炭素類縁体とは異なる半導体特性や発光・吸収特性が付与されるため，グラフェンなどの炭素材料にドーピングユニットとして挿入し，新たな機能を付与するための貴重な分子足場となる．
本研究では，高いルイス酸性を持つBN化合物を基に，グラフェンナノリボン分子(BN-GNR)および近赤外吸収材料を新たに設計・合成し，それらの物性調査を行った．BN-GNRの合成は，海外研究者との共同研究により実施した．反応を円滑に進行させるため，臭素原子を導入した前駆体分子を用い金基板上でポリマー化，脱水素縮合することで，新規BNドープGNR材料の開発に成功した．走査トンネル分光測定により，BN-GNRはバンドギャップ約1.7eVを有する半導体材料であることを明らかにした．得られた分子は原子間力顕微鏡(AFM)によって構造同定し，反応温度の上昇速度を制御することで，目的の構造が選択的に得られることを明らかにした．
また，BNナノグラフェン開発する過程で，近赤外吸収材料の開発にも取り組んだ．研究代表者が見出したルイス塩基添加によるBN化合物のドナー性向上の原理を活かし，BNドープ化合物にアクセプター分子を導入した新規材料を設計した．その結果，ルイス塩基を添加することで，吸収波長が250 nm赤方偏移し，1200 nmまで吸収特性を示す新規材料を見出すことができた．
本研究で開発されたBNドープ材料は，適切なバンドギャップを有するため，様々な有機エレクトロニクス分野への応用が期待できる．
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| 現在までの達成度 (段落) |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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