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次世代電子デバイス材料として期待されている有機半導体のキャリア伝導機構の解明を理論的に行ってきた。有機半導体は有機分子が弱く結合した分子性結晶であり、伝導機構解明には分子の電子状態とともにその分子間相互作用、電子格子相互作用を定量的に精度良く解析する必要がある。そのため、ファンデルワールス相互作用を考慮した密度汎関数理論に基づく第一原理計算により電子状態計算を行い、分子間相互作用、電子格子相互作用を解析した。ペンタセン、ルブレン、テトラセン、ＤＮＴＴ有機結晶内における分子の並進運動、回転運動およびその異方性と温度依存性を解析して、有機半導体における分子運動の熱揺らぎの詳細を定量的に評価するとともに、大気圧や高圧下でのキャリアコヒーレンスと熱揺らぎの強い相関を明らかにして、伝導機構に関する熱揺らぎの効果を解明した。また、これらの分子間相互作用や分子運動に関する密度汎関数理論を用いた第一原理計算の詳細な解析と時間依存波束拡散伝導法によるキャリア伝導解析を組み合わせ、ペンタセン、ルブレンのキャリア伝導メカニズムを明らかにした。有効質量、移動度、キャリア速度、緩和時間、平均自由行程を分子レベルから定量的に評価し、物質間の相違や異方性の発現機構を明らかにした。さらに、局在基底を用いた密度汎関数理論に基づく第一原理伝導計算プログラムの開発も行い、個々の分子における伝導解析によって分子内伝導機構も解明した。
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