| 研究課題/領域番号 |
23K04878
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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 | 広島大学 |
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研究代表者 |
斎藤 慎彦 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 助教 (10756315)
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| 研究期間 (年度) |
2023-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
中途終了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2025年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2024年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2023年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | 有機半導体 / 太陽電池 / トランジスタ / ラダー型π骨格 / ビルディングブロック / organic solar cell / field-effect transistor / organic semiconductor / ladder-type pi-framework |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、有機半導体材料のビルディングブロックとなる新規のラダー型π骨格の開発を行い、これを有する高性能有機半導体材料の創生を目的として研究を行っていく。これまでに開発してきた新規のラダー型π骨格をさらに拡張した骨格や、骨格のねじれを解消して剛直性を高めたラダー型π骨格を開発することでOPVやOFETにてさらなる高性能化を目指す。
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| 研究実績の概要 |
有機デバイスの高性能化に向けて有機半導体の開発が盛んに行われている。例えば有機電界効果トランジスタ（OFET）や有機薄膜太陽電池（OPV）では効果的なキャリア輸送のためには、薄膜状態の結晶性や配向性といった「薄膜構造」の制御が必要である。
OFETでは、再配向エネルギーが小さい材料の方が電荷輸送に有利なため、剛直な骨格を有する材料が良いと考えられている。エネルギー準位も重要であり、p型材料では大気安定性、n型材料では電子輸送の際に酸素にトラップされないため深いエネルギー準位が必要である。また、OPVでは多くの光を吸収するためにはバンドギャップは小さい方が良いが、開放電圧はp型材料のHOMOとn型材料のLUMOの差に相関があるため、適切なエネルギー準位の調整が必要である。このようにそれぞれの目的に応じてエネルギー準位の制御は必要であり、そのためには、材料の分子設計としてヘテロ原子を有する芳香属化合物を有するラダー型骨格の開発は有効である。
これまでに、骨格の中心にナフトビスチアヂアゾール（NTz）を有するラダー型骨格を開発し、OPVやOFET材料へと展開してきた。本研究ではさらに電子欠損性の高いナフトビスオキサジアゾール（NOz）を有するラダー型骨格の開発を検討した。NOzを有するラダー型骨格は従来のNTzのものと比較して低いエネルギー準位を有し、OPVの型材料への応用が可能であることが明らかとなった。
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