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2022 年度 実績報告書

電荷を有するトランジスタ分子の分子間相互作用の実験的評価と分子軌道計算への応用

研究課題

研究課題/領域番号 20K15356
研究機関甲南大学

研究代表者

角屋 智史  甲南大学, 理工学部, 助教 (70759018)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード有機半導体 / 分子性導体
研究実績の概要

トランジスタとして適用例のある半導体分子を用いて、新規分子性導体の開発を行った。平面的な分子ではなく、エチレンジチオ基のような構造的自由度を分子末端にもつ分子に着目し、これを用いてラジカルカチオン塩の開発を行った。これは、分子性導体の電子構造を一次元以上の構造にするためである。具体的にはBEDT-BDTというトランジスタ分子を用いて、いくつかのラジカルカチオン塩を作製できた。新規分子性導体(BEDT-BDT)PF6は二次元電子構造をもつ真性モット絶縁体であり、2 Kまで常磁性を保持する。この電子構造を維持したまま反強磁性相互作用Jの値を強化させる目的で対アニオンの変更、セレン置換したドナー分子の合成を行った。強束縛近似を用いた分子軌道計算でフェルミ面を見積もった。(BEDT-BDT)ClO4では、二次元正方格子に近い大きく歪んだフェルミ面が得られた。(BEDT-BDT)AsF6とセレン置換体BEDT-BDSをドナーに用いた(BEDT-BDS)PF6では擬一次元電子構造のフェルミ面が見積もられた。電気抵抗率は295 K以下でなだらかに上昇し半導体的なふるまいを示した。
一方で、0から+1価までの間で様々な価数状態をとる伝導体の開発を試みたが、計画通りにはすすまなかった。これにより、ラジカル状態の分子に関する結晶構造のデータ収集が不十分であり、分子軌道計算の計算の補正に関しては課題が残った。今後、引き続き検討を行う。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2022 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Crystal Structures and Conducting Properties of Mott Insulator (BEDT-BDS)PF<sub>6</sub>: Selenium Substitution Effect in the Parent (BEDT-BDT)PF<sub>6</sub>2022

    • 著者名/発表者名
      Kadoya Tomofumi、Shishido Masaharu、Sugiura Shiori、Higashino Toshiki、Tahara Keishiro、Kubo Kazuya、Sasaki Takahiko、Yamada Jun-ichi
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 51 ページ: 683~686

    • DOI

      10.1246/cl.220148

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] An isotropic three-dimensional organic semiconductor 2-(thiopyran-4-ylidene)-1,3-benzodithiole (TP-BT): asymmetric molecular design to suppress access resistance2022

    • 著者名/発表者名
      Nishimoto Hiroshi、Kadoya Tomofumi、Miyake Rikyu、Oda Takeshi、Nishida Jun-ichi、Kubo Kazuya、Tajima Hiroyuki、Kawase Takeshi、Yamada Jun-ichi
    • 雑誌名

      CrystEngComm

      巻: 24 ページ: 5562~5569

    • DOI

      10.1039/D2CE00644H

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Molecular conductors from bis(ethylenedithio)tetrathiafulvalene with tris(oxalato)gallate and tris(oxalato)iridate2022

    • 著者名/発表者名
      Blundell Toby J.、Morritt Alexander L.、Rusbridge Elizabeth K.、Quibell Luke、Oakes Jakob、Akutsu Hiroki、Nakazawa Yasuhiro、Imajo Shusaku、Kadoya Tomofumi、Yamada Jun-ichi、Coles Simon J.、Christensen Jeppe、Martin Lee
    • 雑誌名

      Materials Advances

      巻: 3 ページ: 4724~4735

    • DOI

      10.1039/D2MA00384H

    • 査読あり / 国際共著
  • [備考] research map

    • URL

      https://researchmap.jp/70759018

  • [備考] 甲南大学理工学部機能分子化学科_有機固体化学研究室

    • URL

      http://www.chem.konan-u.ac.jp/OSC/index.html

URL: 

公開日: 2023-12-25  

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