| 研究課題/領域番号 |
18K14298
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
鈴木 充朗 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (20724959)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 有機半導体 / 共有結合性有機構造体（COF） / デヒドロアヌレン / π共役化合物 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では優れた有機半導体の創出を目指し，共有結合性有機構造体（COF）と呼ばれる結晶性多孔質高分子の精密構造制御について検討を進めている．拡張π共役ユニットを骨格要素とする二次元（2D-）COFは，π共役系がface-to-faceでスタッキングした層状化合物として得られる場合が多く，π－πコンタクトを介した電荷キャリアや励起子の輸送に適した材料になり得る．一方，π共役ユニットのスタッキングでは，一般にπ共役面に沿った方向にわずかなズレが生じる．2D-COFではそのようなズレが各層ごとに異なる方向に存在しており，有機半導体として応用する上で好ましくない．そこで本研究ではこのような構造の乱れを解消するため，非平面型のπ共役ユニットを骨格要素とする2D-COFの構築を検討している．非平面状の骨格要素を用いることでスタッキングに立体的制約が生じ，従来の2D-COFに見られる面内方向のズレが解消されると考えられる．
前年度の検討では，屈曲型の環状π共役化合物であるデヒドロ[24]アヌレン（[24]DA）を母骨格とするCOFモノマーの合成と，それを用いたCOFの構築に成功した．本年度は，前年度得られたCOFに関して，（１）合成条件の最適化と（２）基礎物性の評価を行った．（１）については，[24]DAを骨格要素とするCOFが，温度・反応時間・溶媒組成に対する合成効率の依存性において，先行研究で報告されている関連化合物とは大きく異なることを見出した．また，デヒドロアヌレンを骨格要素とするCOFの形成速度を分析し，従来広く検討されてきた系との違いについて定量的な知見を得た．（２）については，最適化された条件で合成したCOFが，高い比表面積を持つことを確認した．これらの知見は，今後予定している詳細な物性検討を進めるうえで不可欠なものである．
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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
目的化合物の合成に関して当初想定していた計画を超えた検討が必要になったが，反応条件の系統的なスクリーニングを通して有効な合成条件を確立するとともに，より一般的な合成化学的知見の獲得にも成功した．計画していた物性評価にも着手しており，おおむね計画に見合った成果を獲得できている．
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| 今後の研究の推進方策 |
当初の計画に従い，これまでの検討で得られたCOFの評価，特に電気物性の評価を進める．現在，評価測定に供する薄膜サンプルの作製が課題となっており，この解消に向けて基板上合成やコロイド分散液の塗布などのアプローチを検討する．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
合成に関して当初計画を超えた検討が必要となったため，物性評価に関連する物品に対する支出が減少したことが主な理由である．また，年度末に予定されていた学会の中止に伴い，旅費等の出費も減少した．発生した次年度使用額は，主に，物性評価に必要な実験用消耗品，および学会発表を行うための必要経費に充てる計画である．
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