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2016 年度 実績報告書

元素ブロックを組み込んだポリシルセスキオキサン薄膜の半導体素子への応用

公募研究

研究領域元素ブロック高分子材料の創出
研究課題/領域番号 15H00771
研究機関地方独立行政法人大阪市立工業研究所

研究代表者

渡瀬 星児  地方独立行政法人大阪市立工業研究所, 電子材料研究部, 研究室長 (60416336)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
キーワード元素ブロック / ポリシルセスキオキサン / 金属錯体 / 分子間相互作用 / 薄膜材料 / 半導体素子 / 整流素子 / 電流注入発光素子
研究実績の概要

ポリシルセスキオキサンはシロキサン骨格とケイ素に直接結合した有機基を一つ有する高分子材料である。本課題では、元素ブロックを利用して従来絶縁体とされてきたポリシルセスキオキサンを半導体化し、電子デバイスに応用することが目的である。今年度は、ポリシルセスキオキサンのn型半導体化とその応用について検討した。
ポリシルセスキオキサンに電子輸送性のアルミニウム錯体BAlqを分子間相互作用によりハイブリッド化した。これをp型半導体のニッケル酸化物薄膜上に積層した素子は整流性を示し、ダイオードとして働いた。そこで次に、電流注入発光素子への応用について検討した。アルミニウム錯体Alq3およびBAlqは緑または青緑色に発光する。そこで、それらのアルミニウム錯体を元素ブロックとしてカルバゾールを導入したポリシルセスキオキサンPCTSQとハイブリッド化し、電流注入発光素子への応用について検討した。
分子間相互作用を介してPCTSQとアルミニウム錯体とをハイブリッド化すると、PCTSQ由来の青色発光は消光され、アルミニウム錯体由来の緑または青緑色の発光のみが観測された。これはすなわち、PCTSQが獲得した光エネルギーを自らの発光に変換する前にアルミニウム錯体へとエネルギー移動していることを示しており、PCTSQがアルミニウム錯体の増感剤として働くことがわかった。このハイブリッド薄膜を発光層とする電流注入発光素子を作製すると、アルミニウム錯体由来の緑または青緑色の電流注入発光が観測され、このハイブリッドが電流注入発光素子の発光層として応用できることがわかった。
このように、様々な機能をもった有機基や発光性化合物をハイブリッド化することで、従来は絶縁体とされてきたポリシルセスキオキサンを半導体化することができ、整流素子や電流注入発光素子用の電子材料として応用できることを明らかにした。。

現在までの達成度 (段落)

28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

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Preparation and properties of organic-inorganic hybrid polymer films using [Ti4(μ3-O)(OiPr)5(μ-OiPr)3(PhPO3)3]・thf2017

    • 著者名/発表者名
      Ryohei Hayami, Keisuke Wada, Takuya Sagawa, Satoru Tsukada, Seiji Watase, Takahiro Gunji
    • 雑誌名

      Polymer Journal

      巻: 49 ページ: 223-228

    • DOI

      10.1038/pj.2016.108

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of DipyridinogermoleCopper Complex as Soluble Phosphorescent Material2016

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Murakami, Yousuke Ooyama, Seiji Watase, Kimihiro Matsukawa, Shun Omagari, Takayuki Nakanishi, Yasuchika Hasegawa, Kei Inumaru, Joji Ohshita
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 45 ページ: 502-504

    • DOI

      10.1246/cl.160036

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molecular shape recognition by using a switchable luminescent nonporous molecular crystal2016

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Imoto, Susumu Tanaka, Takuji Kato, Takashi Yumura, Seiji Watase, Kimihiro Matsukawa, Kensuke Naka
    • 雑誌名

      Organometallics

      巻: 35 ページ: 3647-3650

    • DOI

      10.1021/acs.organomet.6b00614

    • 査読あり
  • [学会発表] フルオレン誘導体の結晶構造と発光特性2017

    • 著者名/発表者名
      南聡史、塚田慎一郎、中村優志、御田村紘志、渡瀬星児
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 発表場所
      慶応大学(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2017-03-18
  • [学会発表] Electronic Property of Polysilsesquioxane Containing Aluminum Complex2017

    • 著者名/発表者名
      Seiji Watase, Masashi Nakamura, Koji Mitamura, Kimihiro Matsukawa
    • 学会等名
      International Symposium on Polumeric Materials Based on Element-Blocks
    • 発表場所
      京都工芸繊維大学(京都府京都市)
    • 年月日
      2017-01-18
    • 国際学会
  • [学会発表] Self-healing Organic-inorganic Hybrid Coatings by photocrosslinking with Thiol-contained Polysilsesquioxane2016

    • 著者名/発表者名
      Kimihiro Matsukawa, Kazuya Nishio, Ikuto Urano, Daiki Tohmori, Koji Mitamura, Seiji Watase
    • 学会等名
      RadTech Asia 2016
    • 発表場所
      ヒルトン東京お台場(東京都港区)
    • 年月日
      2016-11-27
    • 国際学会
  • [学会発表] ポリシルセスキオキサンにハイブリッド化したゲルモール-銅錯体ポリマーの発光特性2016

    • 著者名/発表者名
      渡瀬星児、中村優志、御田村紘志、大下浄治
    • 学会等名
      第35回無機高分子研究討論会
    • 発表場所
      東京理科大学(東京都新宿区)
    • 年月日
      2016-11-18
  • [学会発表] ハイブリッド化による元素ブロックの発光機能の制御2016

    • 著者名/発表者名
      渡瀬星児
    • 学会等名
      2016年日本化学会中国四国支部大会 香川大会
    • 発表場所
      香川大学(高松市)
    • 年月日
      2016-11-06
    • 招待講演
  • [学会発表] カルバゾールを導入したポリシルセスキオキサンの発光特性2016

    • 著者名/発表者名
      渡瀬星児、中村優志、御田村紘志、松川公洋
    • 学会等名
      第20回ケイ素化学協会シンポジウム
    • 発表場所
      安芸グランドホテル(広島県廿日市市)
    • 年月日
      2016-10-07
  • [学会発表] アルミニウム錯体をハイブリッド化したポリシルセスキオキサンの電気的性質2016

    • 著者名/発表者名
      渡瀬星児、井元靖博、中村優志、御田村紘志、渡辺充、西岡昇、内藤裕義、松川公洋
    • 学会等名
      第65回高分子討論会
    • 発表場所
      神奈川大学(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-09-16
  • [学会発表] 有機チタン化合物から誘導できるシランカップラー部位をもつ各種ヘテロール類を用いたゾルゲル反応による有機無機ハイブリッド型薄膜の構築と電子デバイスへの応用2016

    • 著者名/発表者名
      山下毅、西山寛樹、稲木信介、松川公洋、渡瀬星児、冨田育義
    • 学会等名
      第65回高分子討論会
    • 発表場所
      神奈川大学(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-09-15
  • [学会発表] ポリシルセスキオキサンにハイブリッド化したアルミニウム錯体の増感発光2016

    • 著者名/発表者名
      渡瀬 星児、井元 靖博、渡辺 充、御田村 紘志、西岡 昇、松川 公洋
    • 学会等名
      第65回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2016-05-26
  • [学会発表] 有機チタン化合物から誘導できるシランカップラー部位をもつ各種ヘテロール類を用いたゾルゲル反応による有機無機ハイブリッド型薄膜の構築と塗布型電子デバイスへの応用2016

    • 著者名/発表者名
      山下 毅、西山 寛樹、稲木 信介、冨田 育義、渡瀬 星児、松川 公洋
    • 学会等名
      第65回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2016-05-26
  • [産業財産権] フルオレン化合物を含有する発光体2017

    • 発明者名
      南 聡史、塚田慎一郎、渡瀬星児、御田村紘志、中村優志
    • 権利者名
      南 聡史、塚田慎一郎、渡瀬星児、御田村紘志、中村優志
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2017-039503
    • 出願年月日
      2017-03-02

URL: 

公開日: 2018-01-16  

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