研究課題
本研究では，有機半導体の移動度の低下の主原因である「分子間振動」の抑制を本提案の基軸とし，申請者独自のアプローチである「分子形状」エンジニアリングに加えて，「分子軌道」エンジニアリングにより高移動度有機半導体の開発と学術基盤の構築を目指している．以下に，3年次に取り組んだ内容を項目毎にまとめた．一連の誘導体の精密構造解析・分子動力学計算・大規模伝導計算: 得られた屈曲型誘導体について，より詳細な分子間振動の挙動を明らかにするために，粉末サンプルを用いた温度可変Ｘ線構造解析を行った．また、得られた構造情報に基づき、分子動力学計算も行った。その結果，本研究で対象としている分子群は，期待通り，分子間振動が抑制されている挙動が明らかとなった．隣接する2分子間およびバルク状態の伝導計算を行った結果，2年次に明らかになった新しい伝導形態に関する新たな知見を得た（当初の計画以上の進展があった）．得られた一連の化合物の単結晶トランジスタ評価：得られた一連の分子群について，これまでと同様に、塗布もしくは貼り付け法によりボトムゲートトップコンタクト型単結晶トランジスタを作製し，半導体性能評価を行った．その結果，10 cm2/Vsを超える世界最高レベルの高性能な半導体材料であることが明らかとなった．新規n型有機半導体材料の開発：p型半導体と比較して、極端に開発が遅れている電子輸送性n型半導体についても，分子間振動抑制に着目した積極的な分子間相互作用の導入した分子設計である「分子間力」エンジニアリングにより、これまで前例のないバンド伝導性かつ優れた環境ストレス耐性を併せ持つ実用性の高い高移動度 n 型有機半導体の開発に成功した（当初の計画以上の進展があった）．
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
すべて 2020 2019
すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件)
J. Am. Chem. Soc.
巻: 142 ページ: 9083-9096
10.1021/jacs.9b10450
Sci. Adv.
巻: 6 ページ: eaaz0632
10.1126/sciadv.aaz0632
Sci. Rep.
巻: 10 ページ: 4702
10.1038/s41598-020-61536-8
巻: 10 ページ: 2524
10.1038/s41598-020-59238-2
Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.
巻: 117 ページ: 80-85
10.1073/pnas.1909932116
巻: 9 ページ: 15897
10.1038/s41598-019-50294-x
Org. Lett.
巻: 21 ページ: 4448-4453
10.1021/acs.orglett.9b01239
Polym. J.
巻: 51 ページ: 825-833
10.1038/s41428-019-0180-9
