新規周辺π共役系化合物の創成と有機半導体デバイスへの応用

• 研究課題/領域番号: 23850010
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 機能物質化学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 三津井 親彦 大阪大学, 産業科学研究所, 特任助教(常勤) (00615346)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円); 2012年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2011年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: 有機半導体 / トランジスタ / 単結晶 / カルコゲン元素 / 有機単結晶 / 有機電界効果トランジスタ / V-字型分子 / トランスファー積分 / 高移動度

研究概要

分子周辺上に軌道係数を有するパイ電子系にカルコゲン元素を導入することにより,キャリア伝導に優れた集合体構造を実現した.特に,硫黄を有する化合物は分子の長軸方向に対して同位相の軌道係数を有し,その集合体構造はパイ電子コアが長軸方向に対してズレがなくパッキングしているために,バランスのとれた大きなトランスファー積分を有していた.実際に含硫黄誘導体の単結晶を用いてトランジスタを作製,評価したところ最高で移動度1.6 cm^2/Vsを有する優れた性能を示すことを明らかとした.

研究成果

• [雑誌論文] Naphtho[ 2, 1-b : 6, 5-b'] difuran : a Versatile Motif Available for Solution-processed Single-crystal Organic Field-effect Transistors with High Hole Mobility (2012)
  • 著者名/発表者名: Mitsui, C.; Soeda, J.; Miwa, K.; Tsuji, H.; Takeya, J.; Nakamura, E
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc 巻: 134 号: 12 ページ: 5448-5451
  • DOI: 10.1021/ja2120635
  • 査読あり
• [雑誌論文] Carbazolyl benzo[1,2-b:4,5-b']difuran: An ambipolar host material for full-color organic light-emitting diodes (2012)
  • 著者名/発表者名: C. Mitsui
  • 雑誌名: Chem. Asian J. 巻: 7 号: 6 ページ: 1443-1450
  • DOI: 10.1002/asia.201200062
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tripyridyltruxenes: Thermally Stable Cathode Buffer Materials for Organic Thin-Film Solar Cells (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Tsuji, Y. Ota, S. Furukawa, C. Mitsui, Y. Sato, E. Nakamura
  • 雑誌名: Asian J. Org. Chem. 巻: 1 号: 1 ページ: 34-37
  • DOI: 10.1002/ajoc.201200021
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bis-cinnolines as n-Type Semiconducting Material with High Electron-mobility and Thermal Stability and their Application to Organic Photovoltaic Cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Tsuji, H.; Yokoi, Y.; Sato, Y.; Tanaka, H.; Nakamura, E
  • 雑誌名: Chem. Asian J 巻: 6 号: 9 ページ: 2005-2008
  • DOI: 10.1002/asia.201100326
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechanochromic and Color-change Properties of 2,6-Di(2-pyridy)benzo[1,2-b:4,5-b']difuran in Solid and Solution (2011)
  • 著者名/発表者名: Tsuji, H.; Favier, G.M.O.; Mitsui, C.; Lee, S.; Hashizume, D.; Nakamura, E.
  • 雑誌名: Chem.Lett. 巻: 40 号: 6 ページ: 576-578
  • DOI: 10.1246/cl.2011.576
  • NAID: 10028243605
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photophysical and Electrochemical Properties of 2,3,6,7-Tetraaryl-substituted Benzo [1,2-b:5,4-b'] difurans Synthesized by Modular Method (2011)
  • 著者名/発表者名: Mitsui.C, et al
  • 雑誌名: Heteroatom Chemistry 巻: 22 号: 3-4 ページ: 316-324
  • DOI: 10.1002/hc.20682
  • 査読あり
• [学会発表] 高移動度を有する新規含チオフェンV字型縮環π共役分子の創製 (2012)
  • 著者名/発表者名: 三津井親彦, ら
  • 学会等名: 日本化学会第92回春季年会
  • 発表場所: 慶応義塾大学(横浜)
  • 年月日: 2012-03-27
• [学会発表] W字型構造を有する含カルコゲン元素縮環パイ共役系分子群 :構造と物性相関ならびに有機単結晶トランジスタへの応用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 三津井親彦
  • 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)
• [学会発表] W字型構造を有する含カルコゲン元素縮環パイ共役系分子を用いた高性能有機単結晶トランジスタ (2012)
  • 著者名/発表者名: 三津井親彦
  • 学会等名: 第73回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 松山大学(愛媛県)
• [学会発表] investigation of the effect of the chalcogen atoms on the molecular orbitals, crystal structures, and FET performances (2012)
  • 著者名/発表者名: 三津井親彦、Dinaphth chalcogenophenes
  • 学会等名: MRS Spring Meeting
  • 発表場所: San Francisco convention center (米国)
• [学会発表] Dinaphtho[1,2-b:2',1'-d] chalcogenophenes: investigation of the effect of the chalcogen atoms on the molecular orbitals, crystal structures, and FET performances (2012)
  • 著者名/発表者名: 三津井親彦
  • 学会等名: MRS Spring Meeting
  • 発表場所: 米国 サンフランシスコ
• [学会発表] W字型構造を有する含カルコゲン元素縮環パイ共役系分子を用いた高性能有機単結晶トランジスタ (2012)
  • 著者名/発表者名: 三津井親彦
  • 学会等名: 第73回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 松山大学
• [学会発表] W字型構造を有する含カルコゲン元素縮環パイ共役系分子群:構造と物性相関ならびに有機単結晶トランジスタへの応用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 三津井親彦
  • 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