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2015 年度 実績報告書

屈曲型パイ電子コアを基盤とする高性能かつ高熱耐久性塗布型有機半導体の創製

研究課題

研究課題/領域番号 25288091
研究機関東京大学

研究代表者

岡本 敏宏  東京大学, 新領域創成科学研究科, 准教授 (80469931)

研究分担者 三津井 親彦  東京大学, 新領域創成科学研究科, 特任助教 (00615346)
竹谷 純一  東京大学, 新領域創成科学研究科, 教授 (20371289)
植村 隆文  大阪大学, 産業科学研究所, 特任准教授 (30448097)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワードパイ電子系材料 / 有機半導体 / 高移動度 / 高熱耐久性 / 塗布プロセス
研究実績の概要

最終年度である本年度は,昨年度に検証した一連の酸素,硫黄,セレン元素架橋屈曲型パイ電子コア誘導体の基礎物性評価,集合体構造解析,トランジスタによる移動度評価の結果を鑑み,もう一ランク上の高性能かつ高熱耐久性塗布型有機半導体材料の開発に取り組んだ.
まず,これまでの検討で高性能かつ高熱耐久性を有する硫黄架橋屈曲型パイ電子コアについて,パイコアに導入する側鎖のスクリーニングを行ったところ,成膜性が高い,より最適な側鎖の選定に成功し,高移動度に加えて歩留まりの向上を実現した.この側鎖はこれまでと同様に高デバイス熱耐久性を併せ持つことも確認した.次に,さらなる高熱耐久性の向上を目指し,パイ拡張した新規な屈曲型パイ電子コアを合成した.得られた屈曲型パイ電子コアは,非常に興味深いことに,これまでよりも100 度以上高い結晶相の安定性(300 °C以上)を有する化合物であった.この化合物について,デバイスでの熱耐久性試験を行ったところ,これまで類をみない高いデバイス熱耐久性を実現した.この結果を検証すべく,一連の有望な熱耐久性屈曲型有機半導体材料について,SPring8で温度可変XRD測定を行ったところ,新たに合成した化合物は他の化合物と比較して明らかに熱膨張率が小さいことがわかった.
他に本年度に明らかとしたこととして,酸素架橋屈曲型パイコア誘導体は導入する側鎖の位置が熱耐久性に重要であること,セレン架橋屈曲型パイコア誘導体は導入する側鎖の置換基の種類により,酸素や硫黄架橋体と異なり,良好な溶解性と熱耐久性を併せ持つ新奇な有機半導体材料であることなどである.最後に,本基盤研究を通じて,屈曲型パイ電子コア分子群は高性能かつ高熱耐久性塗布型有機半導体材料としての非常に有望であることを明らかとした.

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

27年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (25件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 6件、 招待講演 7件)

  • [雑誌論文] High performance oxygen-bridged N-shaped semiconductors with a stabilized crystal phase and blue luminescence2016

    • 著者名/発表者名
      C. Mitsui, Y. Tanaka, S. Tanaka, M. Yamagishi, K. Nakahara, M. Yano, H. Sato, A. Yamano, H. Matsui, J. Takeya, T. Okamoto
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 6 ページ: 28966-28969

    • DOI

      High performance oxygen-bridged N-shaped semiconductors with a stabilized crystal phase and blue luminescence

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Suppressing molecular vibrations in organic semiconductors by inducing strain2016

    • 著者名/発表者名
      1)T. Kubo, R. Haeusermann, J. Tsurumi, J. Soeda, Y. Okada, Y. Yamashita, N. Akamatsu, A. Shishido, C. Mitsui, T. Okamoto, S. Yanagisawa, H. Matsui, J. Takeya
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 7 ページ: 11156/1-7

    • DOI

      10.1038/ncomms11156

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Short- Channel Solution-Processed Organic Semiconductor Transistors and their Application in High-Speed Organic Complementary Circuits and Organic Rectifiers2015

    • 著者名/発表者名
      2)M. Uno, Y. Kanaoka, B.-S. Cha, N. Isahaya, M. Sakai, H. Matsui, C. Mitsui, T. Okamoto, J. Takeya, T. Kato, M. Katayama, Y. Usami, T. Yamakami
    • 雑誌名

      Advanced Electronic Materials

      巻: 1 ページ: 1500178/1-6

    • DOI

      10.1002/aelm.201500178

    • 査読あり
  • [学会発表] 全塗布プロセスと有機半導体単結晶による5 V駆動強誘電メモリトランジスタ2016

    • 著者名/発表者名
      都竹 康太郎,村上 寛子,境 駿希,山村 祥史,岸村 眞治,奈幡 明子,横山 嵩祥,大鷲 祐貴,和知 弘,伊東 正浩,山中 茂樹,松井 弘之,三津井 親彦,岡本 敏宏,竹谷 純一
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東工大 大岡山キャンパス(東京都目黒区)
    • 年月日
      2016-03-19 – 2016-03-23
  • [学会発表] 有機単結晶CMOSによる高速Dフリップフロップ回路2016

    • 著者名/発表者名
      田中 秀幸,岸村 眞治,山村 祥史,大塚 貴裕,松井 弘之,佐々木 真理,宇野 真由美,諫早 伸明,横山 嵩祥,大鷲 祐貴,谷口 和也,加藤 哲弥,片山 雅之,三津井 親彦,岡本 敏宏,宇佐美 由久,伊藤 政隆,竹谷 純一
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東工大 大岡山キャンパス(東京都目黒区)
    • 年月日
      2016-03-19 – 2016-03-23
  • [学会発表] 2分子層有機半導体単結晶膜による低接触抵抗トランジスタ2016

    • 著者名/発表者名
      山村 祥史,Haeusermann Roger,松井 弘之,三津井 親彦,岡本 敏宏,竹谷 純一
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東工大 大岡山キャンパス(東京都目黒区)
    • 年月日
      2016-03-19 – 2016-03-22
  • [学会発表] 分子量制御された有機半導体単結晶/PMMA薄膜間の相分離界面におけるキャリア伝導2016

    • 著者名/発表者名
      牧田 龍幸,岸 柾之,安中 辰朗,佐々木 真理,松井 弘之,三津井 親彦,早川 晃鏡,岡本 敏宏,竹谷 純一
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東工大 大岡山キャンパス(東京都目黒区)
    • 年月日
      2016-03-19 – 2016-03-22
  • [学会発表] 歪み有機単結晶トランジスタの温度依存性とホール効果測定2016

    • 著者名/発表者名
      窪孝祥,鶴見淳人,Haeusermann Roger,渡邉峻一郎,赤松範久,宍戸厚,三津井親彦,岡本敏宏,柳澤将,松井弘之,竹谷純一
    • 学会等名
      日本物理学会第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学泉キャンパス(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-03-19 – 2016-03-22
  • [学会発表] 電界誘起ESR測定に基づく有機半導体単結晶FETのスピン緩和機構2016

    • 著者名/発表者名
      鶴見淳人,松井弘之,Haeusermann Roger,渡邉峻一郎,三津井親彦,岡本敏宏,竹谷純一
    • 学会等名
      日本物理学会第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学泉キャンパス(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-03-19 – 2016-03-22
  • [学会発表] 高性能屈曲型有機半導体材料2015

    • 著者名/発表者名
      岡本 敏宏
    • 学会等名
      第25回日本MRS年次大会
    • 発表場所
      横浜市開港記念会館(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2015-12-08 – 2015-12-10
  • [学会発表] 産業応用を見据えた新規有機半導体材料の開発2015

    • 著者名/発表者名
      岡本 敏宏
    • 学会等名
      第24回ポリマーフォーラム
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京都江戸川区)
    • 年月日
      2015-11-26 – 2015-11-27
    • 招待講演
  • [学会発表] 典型元素架橋屈曲型パイ電子コアに基づく高性能有機半導体材料の開発2015

    • 著者名/発表者名
      岡本 敏宏
    • 学会等名
      第195回OPERAセミナー
    • 発表場所
      九州大学伊都キャンパス(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2015-11-17 – 2015-11-17
    • 招待講演
  • [学会発表] 使いたくなる有機半導体への挑戦!~分子の形へのこだわり~2015

    • 著者名/発表者名
      岡本 敏宏
    • 学会等名
      第5回CSJ化学フェスタ2015
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京都江戸川区)
    • 年月日
      2015-10-13 – 2015-10-15
    • 招待講演
  • [学会発表] ユニークな分子軌道を有するジグザグ型有機半導体分子の合成と塗布型有機トランジスタへの応用2015

    • 著者名/発表者名
      山元明人,三津井親彦,広瀬友里,竹谷純一,岡本敏宏
    • 学会等名
      第5回CSJ化学フェスタ2015
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京都江戸川区)
    • 年月日
      2015-10-13 – 2015-10-15
  • [学会発表] セレン架橋V字型π共役系分子誘導体の集合体構造ならびに電荷移動特性2015

    • 著者名/発表者名
      三津井親彦,田中翔太,山岸正和,櫛田知克,道姓宏章,矢野将文,佐藤寛泰,山野昭人,竹谷純一,岡本 敏宏
    • 学会等名
      第5回CSJ化学フェスタ2015
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京都江戸川区)
    • 年月日
      2015-10-13 – 2015-10-15
  • [学会発表] モジュラー合成法による硫黄架橋 N 字型パイ共役系分子群の開発とその電荷輸送特性2015

    • 著者名/発表者名
      三津井親彦,青木佑司,植林佑太郎,矢野将文, 佐藤寛泰,山野昭人,竹谷純一,岡本敏宏
    • 学会等名
      第26回基礎有機化学討論会
    • 発表場所
      愛媛大学・松山大学(愛媛県松山市)
    • 年月日
      2015-09-24 – 2015-09-26
  • [学会発表] 二置換セレン架橋 V 字型分子集合体の特異な構造変化と電荷輸送特性2015

    • 著者名/発表者名
      三津井親彦, 田中翔太, 山岸正和,道姓宏章,矢野将文,佐藤寛泰,山野昭人,竹谷純一,岡本敏宏
    • 学会等名
      第26回基礎有機化学討論会
    • 発表場所
      愛媛大学・松山大学(愛媛県松山市)
    • 年月日
      2015-09-24 – 2015-09-26
  • [学会発表] 分子軌道を制御したジグザグ型有機半導体分子の合成とキャリア輸送特性2015

    • 著者名/発表者名
      山元明人,三津井親彦,広瀬友里,竹谷純一,岡本敏宏
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2015-09-13 – 2015-09-16
  • [学会発表] Sulfur-bridged Bent-shaped Organic Semiconductors for Printed and Flexible Electronics2015

    • 著者名/発表者名
      Toshihiro Okamoto, Chikahiko Mitsui, and Jun Takeya
    • 学会等名
      Eighth International Conference on Molecular Electronics and Bioelectronics (M&BE8)
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京都江戸川区)
    • 年月日
      2015-06-22 – 2015-06-24
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Solution Processable High Performance Organic Semiconductors Based on Chalcogen-bridged Bent-Shaped π-Conjugated Cores2015

    • 著者名/発表者名
      Toshihiro Okamoto
    • 学会等名
      Collaborative Conference on 3D and Materials Research (CC3DMR)
    • 発表場所
      Busan, South Korea
    • 年月日
      2015-06-15 – 2015-06-19
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] アルキル置換セレン架橋V字型有機半導体分子群:集合体構造とデバイス性能のアルキル鎖長依存性の検証2015

    • 著者名/発表者名
      岡本 敏宏,岸 柾之,山岸 正和,三津井 親彦,吉本 和美,三谷 真人,加藤 隆史,佐藤 寛泰,山野 昭人,竹谷 純一
    • 学会等名
      第64回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
    • 年月日
      2015-05-27 – 2015-05-29
  • [学会発表] Chalcogen-bridged V-Shaped Organic Semiconducting Materials: Effect of the Bridged Chalcogen Atoms and the Substituents2015

    • 著者名/発表者名
      Toshihiro Okamoto, Chikahiko Mitsui, Masakazu Yamagishi, Katsumasa Nakahara, Junshi Soeda, Yuri Hirose, Hiroyasu Sato, Akihito Yamano, Takafumi Uemura, and Jun Takeya
    • 学会等名
      European Materials Reserach Society (EMRS)
    • 発表場所
      Lille, France
    • 年月日
      2015-05-11 – 2015-05-15
    • 国際学会
  • [学会発表] Zigzag N-shaped pi-conjugated molecules with high carrier mobility and thermally stable crystal phase for the application to solution processable organic field-effect transistor2015

    • 著者名/発表者名
      Chikahiko Mitsui, Toshihiro Okamoto, Masakazu Yamagishi, Junto Tsurumi, Kazumi Yoshimoto, Katsumasa Nakahara, Junshi Soeda, Yuri Hirose, Hiroyasu Sato, Akihito Yamano, Takafumi Uemura, and Jun Takeya
    • 学会等名
      European Materials Reserach Society (EMRS)
    • 発表場所
      Lille, France
    • 年月日
      2015-05-11 – 2015-05-15
    • 国際学会
  • [学会発表] Next-generation Bent-shaped pi-Cores for Organic Electronics2015

    • 著者名/発表者名
      Toshihiro Okamoto
    • 学会等名
      EMN East Meeting 2015
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 年月日
      2015-04-20 – 2015-04-23
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Next-generation Organic Semiconducting Materials for Printed and Flexible Electronics2015

    • 著者名/発表者名
      Toshihiro Okamoto
    • 学会等名
      4th International Mini-Symposium on Coordination Chemistry for Advanced Materials
    • 発表場所
      青山学院大学(神奈川県相模原市)
    • 年月日
      2015-04-10 – 2015-04-10
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2017-01-06  

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