2018 年度研究成果報告書

液晶の結晶化によるソフトクリスタルの創成と塗布型薄膜単結晶電子デバイスへの応用

研究課題

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研究課題/領域番号	17K18882
研究種目	挑戦的研究(萌芽)
配分区分	基金
研究分野	電気電子工学およびその関連分野
研究機関	大阪大学
研究代表者	尾崎雅則大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (50204186)
研究期間 (年度)	2017-06-30 – 2019-03-31
キーワード	液晶 / 有機半導体 / 結晶 / 結晶多形 / 接種凍結 / 溶媒媒介転移
研究成果の概要	液晶を、その柔軟さを担保したまま結晶化することにより、オングストロームオーダーの高い電子秩序とメートルスケールの分子配列秩序を両立するソフトクリスタルの実現を目指して、柔軟な側鎖を持ちフタロシアニン骨格を有する有機半導体のバーコート法による分子配列制御を試みた。その結果、単結晶薄膜の結晶方位、分子パッキング方向をX線構造解析により明らかにし、種結晶を用いた接種凍結を行い多形制御を実現した。また、スピンコート法により作製した薄膜多結晶に溶媒蒸気処理を施すことにより、結晶多形転移を示すことを見いだし、理論上高いキャリア移動度が期待できるα型単結晶薄膜の作製に成功した。
自由記述の分野	電子工学
研究成果の学術的意義や社会的意義	近年、液晶の自己組織的な分子配向性を電子デバイスへ応用する研究が盛んになっている。しかしながら、液晶の分子配列はナノオーダー秩序であり光学デバイスには十分であるが、オングストロームオーダーの秩序が求められる電子デバイス応用には不十分である。そこで本研究では、液晶と結晶のさらに中間的な状態としてソフトクリスタルの新しい概念を導入することにより、印刷法の一つであるバーコート法により結晶方位の制御された薄膜単結晶が実現できた。さらに、種結晶を用いた接種凍結法や溶媒媒介転移法により電子移動度の高い単結晶薄膜を実現できることを明らかにした。これにより高性能有機電子デバイスの実現が期待できる。