フラン及びピレン骨格を用いた有機発光電界効果トランジスタ材料の開発

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14J04719
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 男庭 一輝 東北大学, 原子分子材料科学高等研究機構, 特別研究員(PD)
• 研究期間 (年度): 2014-04-25 – 2016-03-31
• キーワード: 有機半導体 / 有機発光電界効果トランジスタ / ピレン

研究実績の概要

本研究は、高キャリア移動度及び高発光効率の両立を目指した新規オリゴマー型有機半導体の開発を通して、有機発光電界効果トランジスタ（OLETs）の高性能化を目的とした。以下に本年度に達成した研究概要を示す。
前年度に開発したチアゾール含有オリゴマー材料及びオキサゾール含有オリゴマー材料を用いて、素子作製条件の詳細な検討を行った。いづれの材料も、蒸着時の基盤温度を40℃～180℃間で制御し、XRD、SEMを用いた蒸着膜の結晶性、表面構造評価を行った。さらに、上記条件がキャリア移動度に与える影響を明らかにした。さらに、テトラテトラコンタンを用いて基盤表面処理を行うことで、いづれの材料を用いて作製した素子においても、電流励起型の発光挙動を観測することに成功した。しかしながら、テトラテトラコンタンを用いた表面処理後、基盤表面のラフネスが増加し、有機薄膜の結晶性低下に起因したキャリア移動度の低下がみられた。
末端にピレンを有するオリゴチオフェン材料を用いて薄膜トランジスタの作製及び評価を行った。こちらの材料については、蒸着時の基盤温度を40℃～140℃間で制御し、XRD、SEMを用いた蒸着膜の結晶性、表面構造評価を行った。さらに、上記条件がキャリア移動度に与える影響を明らかにした。その結果、分子内部にビチオフェンを有する材料が、基盤温度100℃において最大のキャリア移動度を示すことを明らかにした。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] FeCl3-Mediated Oxidative Spirocyclization of Difluorenylidene Diarylethanes Leading to Dispiro[fluorene-9,5′-indeno[2,1-a]indene-10′,9′′-fluorene]s (2016)
  • 著者名/発表者名: Jian Zhao, Zhanqiang Xu, Kazuaki Oniwa, Naoki Asao, Yoshinori Yamamoto, Tienan Jin
  • 雑誌名: Angewandte Chemie International Edition Angewandte Chemie International Edition 巻: 55 ページ: 259-263
  • DOI: 10.1002/anie.201507794
  • 査読あり
• [雑誌論文] Biphenyl end-capped bithiazole co-oligomers for high performance organic thin film field effect transistors (2016)
  • 著者名/発表者名: Kazuaki Oniwa, Hiromasa Kikuchi, Thangavel Kanagasekaran, Hidekazu Shimotani, Susumu Ikeda, Naoki Asao, Yoshinori Yamamoto, Katsumi Tanigaki, Tienan Jin
  • 雑誌名: Chemical Communications 巻: 52 ページ: 4926-4929
  • DOI: 10.1039/C6CC01352J
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 2-Positional pyrene end-capped oligothiophenes for high performance organic field effect transistors (2016)
  • 著者名/発表者名: Kazuaki Oniwa, Hiromasa Kikuchi, Hidekazu Shimotani, Susumu Ikeda, Naoki Asao, Yoshinori Yamamoto, Katsumi Tanigaki, Tienan Jin
  • 雑誌名: Chemical Communications 巻: 52 ページ: 4800-4803
  • DOI: 10.1039/C6CC00948D
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Efficient thieno [3, 2-a] carbazole-based organic dyes for dye-sensitized solar cells (2015)
  • 著者名/発表者名: Hua Jiang, Kazuaki Oniwa, Ashraful Islam, Jian Zhao, Liyuan Han, Ying-Ji Sun, Ming Bao, Naoki Asao, Yoshinori Yamamoto, Tienan Jin
  • 雑誌名: Tetrahedron 巻: 71 ページ: 6534-6540
  • DOI: 10.1016/j.tet.2015.04.018
  • 査読あり
• [備考] 研究室ホームページー
  • URL: http://www.wpi-aimr.tohoku.ac.jp/~yamamoto/index.html