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2019 年度 研究成果報告書

キャリア輸送理論に基づく高移動度有機半導体設計

研究課題

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研究課題/領域番号 17H02780
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 薄膜・表面界面物性
研究機関筑波大学

研究代表者

小林 伸彦  筑波大学, 数理物質系, 教授 (10311341)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード有機半導体 / 電気伝導 / 理論
研究成果の概要

第一原理電気伝導計算プログラムSAKEを開発し、有機材料の電子状態・電気伝導特性解析の方法論の整備を行い、分子内電流とその構造依存性を明らかにした。また、有機半導体の価電子帯における分子軌道混成効果を解析し、最高被占軌道と第2最高被占軌道の混成効果を解析的に表現するとともに第2最高被占軌道の効果による高移動度化の設計指針を作成した。さらに、分子の化学構造式から結晶構造予測を行い、電子状態計算、電子格子相互作用解析、時間依存波束拡散伝導法による有機半導体の移動度予測によって、分子構造式から性能予測を行い、キャリア輸送理論に基づく高移動度有機半導体設計を実証した。

自由記述の分野

物性理論

研究成果の学術的意義や社会的意義

有機半導体は、近年単結晶化と様々な新規分子合成による伝導機能の性能向上が著しく、塗布型プロセス製造法の発展とともに、次世代電子デバイス材料として強く期待されている。この有機半導体のさらなる伝導特性の性能向上にはキャリア輸送理論に基づく有機半導体設計のための方法論の構築が求められていた。ここで作成実証された理論は今後の有機半導体材料開発に貢献でき、学術的意義および社会的意義は大きい。

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公開日: 2021-02-19  

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