| 研究課題/領域番号 |
16K05744
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
上田 顕 東京大学, 物性研究所, 助教 (20589585)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | ドナーアクセプター分子 / 有機半導体 / 置換基効果 / テトラチアフルバレン / ベンゾキノン |
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| 研究実績の概要 |
研究対象とした「ドナー・アクセプター縮環型の高分極性π共役系分子」について、メチルチオ基を有するテトラチアフルバレン-o-ベンゾキノン誘導体の簡便合成、結晶構造解析、電子的性質の評価に前年度成功した。単結晶を用いた電界効果トランジスタを作成したが、残念ながら駆動しなかったため、今年度は、この分子の置換基に修飾を施した新規誘導体を設計し合成を行った。
新たに合成した誘導体は、前述のメチルチオ体のアルキル鎖を伸長したエチルチオ体、プロピルチオ体である。これらの分子はいずれも、母体のメチルチオ体と同様に、優れた両性レドックス性、分子内電荷移動吸収、小さなHOMO-LUMOギャップを有することが分かった。結晶構造を調べたところ、エチルチオ体は、母体のメチルチオ体と類似した一次元性の高い分子配列（πスタック構造）を形成していたが、プロピルチオ体では、興味深いことに、同様のπスタック構造の間にC-H...O相互作用が存在し、より二次元的な分子配列が形成されていた。このC-H...O相互作用は、プロピル基とキノン部の近接によるものであり、アルキル鎖長をわずかに伸長したことで分子間相互作用様式、そして分子配列が大きく変化したことが明らかとなった。この分子配列様式の違いは、それぞれの誘導体における分子間の移動積分値にも現れており、プロピルチオ体は、メチルチオ体やエチルチオ体に比べて１０倍程度大きなスタック間相互作用を有していることが分かった。有機半導体分子結晶における置換基効果として興味深い。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
合成標的として定めた「ドナー・アクセプター縮環型の高分極性π共役系分子群」の開発が順調に進展し、半導体特性の鍵となる分子間相互作用・分子配列を分子修飾により制御できることが明らかとなってきたため。
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| 今後の研究の推進方策 |
得られた３種類の誘導体を用いて単結晶あるいは薄膜での電解効果トランジスタを作成し、その特性を評価する。分子間相互作用や分子配列との構造－物性相関を考察し、高性能化に向けた物質設計指針を得る。
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