研究課題
基盤研究(C)
フタロシアニンで代表される平面共役拡張分子は、有機顔料としてのみならず有機半導体として重要である。しかし、フタロシアニン類は、有機溶媒に不溶(顔料)のため、精製が困難であり、半導体デバイス作成も真空蒸着が必要である難点があった。この問題を解決する方法として、我々は、可溶な前駆体を用い、精製後塗布する方法を考案し研究を実施してきた。本年度の研究成果として、この可溶な前駆体を用いる方法により、フタロシアニン類似の構造のテトラベンゾポルフィリンの金属錯体を塗布した有機薄膜トランジスタの開発及び塗布による有機薄膜太陽電池の開発に成功した。さらに、ナフタロシアニン及びその金属錯体の可溶な前駆体(染料)の合成と加熱による顔料への変換に成功した。この前駆体を用いて塗布による有機薄膜トランジスタを作成し、その性能を検討した。トランジスタの移動度は、0.02cm^2/SV on/off比も高く、フタロシアニン系で始めて塗布によるトランジスタの開発に成功した。さらに、ナフタロシアニンのベンゼン環の炭素を一部Nで置き換えたキノキサリン環を用いたところ、塗布によるn-型半導体の開発に成功した。これらの可溶な前駆体は、塗布によりアモルファスな薄膜が生成するが、加熱による結晶性の薄膜に変換される。変換温度と加熱時間と結晶の成長など、原子間力顕微鏡で観察したところ、トランジスタの性能とグレインサイズの関係が判明した。高温で長時間加熱すると結晶は成長してグレインサイズが大きくなるが、割れ目も大きくなり電荷の移動が困難になった。今後、これらの成果をもとに、未だ成功していないフタロシアニンそのものの塗布による薄膜作成を検討する予定である。
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