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均整のとれたレンガ塀構造を持つ有機半導体を開発
―優れた電荷移動特性を理論的、実験的に証明―

 東京大学大学院新領域創成科学研究科の岡本敏宏准教授、Craig P.Yu大学院生(研究当時)、熊谷翔平特任助教、竹谷純一教授、筑波大学数理物質系の石井宏幸准教授(研究当時:東京大学大学院新領域創成科学研究科物質系専攻 特任研究員)、北里大学理学部物理学科の渡辺豪講師、産業技術総合研究所 産総研・東大 先端オペランド計測技術オープンイノベーションラボラトリは、電子輸送性(n型)有機半導体分子を均等なレンガ塀様式に整列させ、高移動度有機トランジスタに適したフレームワークを構築することに成功しました。
 本研究成果は、2021年11月11日付で国際科学雑誌「Communications Chemistry」のオンライン速報版で公開されました。

発表のポイント

◆本研究グループにより以前開発されたn型有機半導体BQQDIでは、特徴的な分子間相互作用によりレンガ塀型の結晶構造を持つものの、構成分子固有の長軸方向のずれでレンガ塀構造が不均一でした。
◆今回、かさ高いシクロヘキシル基を導入することで、BQQDI分子を均等に並んだレンガ塀のように整列させることに成功し、その特性は、熱運動による電荷輸送の妨害に強い高性能n型有機半導体であることを初めて理論と実験で明らかにしました。
◆かさ高い置換基による集合体構造制御が、今後の有機半導体および有機エレクトロニクスデバイスの研究開発の加速に貢献します。

論文情報

掲載誌:Communications Chemistry(2021年11月11日付)
論文名:“Approaching isotropic charge transport of n-type organic semiconductors with bulky substituents”
著 者:Craig P. Yu, Naoya Kojima, Shohei Kumagai, Tadanori Kurosawa, Hiroyuki Ishii,Go Watanabe, Jun Takeya, Toshihiro Okamoto*
DOI:10.1038/s42004-021-00583-2.

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