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2023 年度 実施状況報告書

有機化学とデバイス物理の融合による有機半導体材料開発:物理的性質の相関解明と活用

研究課題

研究課題/領域番号 20KK0123
研究機関大阪大学

研究代表者

家 裕隆  大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (80362622)

研究分担者 横山 創一  大阪大学, 産業科学研究所, 助教 (40811211)
陣内 青萌  大阪大学, 産業科学研究所, 助教 (40861042)
安藤 直紀  大阪大学, 産業科学研究所, 助教 (80848979)
研究期間 (年度) 2020-10-27 – 2025-03-31
キーワード有機半導体 / 共役化合物 / 有機太陽電池 / 有機エレクトロニクス
研究実績の概要

拡張π共役分子を有機半導体材料に応用する有機エレクトロニクスは、次世代デバイスの有望候補である。本研究では、有機エレクトロニクスの新展開に繋がる新機軸の有機半導体材料をマックスプランク高分子研究所(MPIP)の Blom 教授と共同で開発することを目的としてこれまで共同研究を行ってきた。とりわけ、高性能・高機能化に向けて重要であるにも関わらず、分子設計指針が確立途上の物理的性質に着目し、これらの機能を積極的に付与した新機軸の有機半導体材料を創出する。本研究では分子設計と有機合成を大阪大学産業科学研究所で実施し、研究代表者と研究分担者らがMPIPで薄膜・デバイス評価を行っている。有機エレクトロニクスにおけるデバイス物理の世界的研究拠点であるMPIPにおいて、プロジェクトリーダーの若手研究者間の人的交流を含めた国際共同研究を系統的かつ多面的に実施することで、最先端の学術的知見を得るのみならず、分野横断型の強固な国際的ネットワークを構築している。本年度の材料開発は昨年度に引き続き、励起子束縛エネルギーに着目した2次元構造の有機太陽電池材料の開発を行った。また、電子輸送材料に適した材料として、最低空軌道の深い分子開発を行い、現在、MPIPで物性評価を行っている。さらに、MPIPで見出した材料のエネルギーレベル評価に関しても阪大産研で行った。双極子モーメント、誘電率、近赤外吸収などのパラメーターに着目した材料開発も継続して行っている。

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

電子輸送性材料、有機太陽電池など、有機エレクトロニクスに向けた材料開発は順調に進捗しており、MPIPとの共同研究を継続して実施しているため。

今後の研究の推進方策

今年度も引き続き材料開発と機能評価をMPIPと共同で実施する。

次年度使用額が生じた理由

MPIPへの派遣が次年度に繰り越しになったため

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 7件、 招待講演 3件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Single-Layer Organic Light-Emitting Diode with Trap-Free Host Beats Power Efficiency and Lifetime of Multilayer Devices2024

    • 著者名/発表者名
      O. Sachnik, Y. Ie, N. Ando, X. Tan, P. W. M. Blom, G.-J. A. H. Wetzelaer
    • 雑誌名

      Adv. Mater.

      巻: 36 ページ: 2311892

    • DOI

      10.1002/adma.202311892

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Isothianaphthene Quinoids: Pyrazine-Annelated Structures for Tuning Electronic Properties2024

    • 著者名/発表者名
      K. Yamamoto, S. Jinnai, Y. Ie
    • 雑誌名

      Bull. Chem. Soc. Jpn.

      巻: 97 ページ: uoae036

    • DOI

      10.1093/bulcsj/uoae036

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Green-light wavelength-selective organic solar cells for agrivoltaics: dependence of wavelength on photosynthetic rate2024

    • 著者名/発表者名
      S. Jinnai, N. Shimohara, K. Ishikawa, K. Hama, Y. Iimuro, T. Washio, Y. Watanabe, Y. Ie
    • 雑誌名

      Faraday Discuss

      巻: 250 ページ: 220-232

    • DOI

      10.1039/d3fd00141e

    • 査読あり
  • [学会発表] スピロフルオレンを導入したシクロペンタチオフェンをπ共役リンカーとする非縮環型電子受容性分子の開発と波長選択型有機太陽電池への応用2024

    • 著者名/発表者名
      陣内 青萌、家 裕隆
    • 学会等名
      日本化学会第104春季年会
  • [学会発表] ジベンゾセキシチオフェンをコア骨格とした近赤外吸収特性をもつキノイド型オリゴチオフェンの合成と物性2024

    • 著者名/発表者名
      張 越、安藤 直紀、家 裕隆
    • 学会等名
      日本化学会第104春季年会
  • [学会発表] アルキル基修飾POSSの耐原子状酸素特性2024

    • 著者名/発表者名
      行松 和輝、横山 創一、後藤 亜希、丸山 幹人、木本 雄吾、家 裕隆
    • 学会等名
      日本化学会第104春季年会
  • [学会発表] ジベンゾクリセンを基盤とする3次元構造に拡張したπ電子系分子の開発2023

    • 著者名/発表者名
      森 宥貴、陣内 青萌、家 裕隆
    • 学会等名
      第16回有機π電子系シンポジウム
  • [学会発表] 5,5’-ビチアゾリリデン-4,4’-ジオン骨格を電子受容性ユニットとする近赤外吸収色素の合成と物性2023

    • 著者名/発表者名
      山田 澪奈、安藤 直紀、家 裕隆
    • 学会等名
      第50回有機典型元素化学討論会
  • [学会発表] 大きい電子分極率の実現に向けたジベンゾ[g,p]クリセンを中央ユニットとする3次元構造π共役化合物の開発2023

    • 著者名/発表者名
      森 宥貴、陣内 青萌、家 裕隆
    • 学会等名
      第33回基礎有機化学討論会
  • [学会発表] Green-light wavelength-selective organic solar cells for agrivoltaics2023

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Ie
    • 学会等名
      12th imec Handai International Symposium
    • 国際学会
  • [学会発表] Green-light wavelength-selective organic solar cells for agrivoltaics2023

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Ie
    • 学会等名
      Faraday Discussions
    • 国際学会
  • [学会発表] Green-light wavelength-selective organic solar cells for agrivoltaics2023

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Ie
    • 学会等名
      243th ECS Meeting
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Development of Non-fused Nonfullerene Acceptors Bearing Spiro-Substituted Structures and Application to Green-light Wavelength-selective Organic Solar Cells for Agrivoltaics2023

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Ie
    • 学会等名
      KJF International Conference
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Development of ladder-type pi-conjugated skeletons bearing spiro-substituted cyclopentadiaryl units for nonfullerene acceptors2023

    • 著者名/発表者名
      Kai Wang, Seihou Jinnai, Yutaka Ie
    • 学会等名
      KJF International Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Green-light wavelength-selective organic solar cells toward agrivoltaics2023

    • 著者名/発表者名
      Seihou Jinnai, Taichi Moriyama, Mitsuharu Suzuki, Ken-ichi Nakayama, Yasuyuki Watanabe, Yutaka Ie
    • 学会等名
      15th International Symposium on Functional pi-Electron Systems
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of Non-Fused Nonfullerene Acceptors Bearing Spiro-Substituted Structures and Application to Green-Light Wavelength-Selective Organic Solar Cells2023

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Ie
    • 学会等名
      11th East Asia Symposium on Functional Dyes and Advanced Materials
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] 有機半導体の開発と最新動向2023

    • 著者名/発表者名
      家 裕隆
    • 総ページ数
      9
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • ISBN
      978-4-7813-1763-2

URL: 

公開日: 2024-12-25  

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