Ie Group
The institute of Scientific and
Industrial Research, Osaka University

Department of Soft Nanomaterials Nanoscience and
Nanotechnology Center Osaka University

Research

研究概要

有機物質の機能を分子のレベルで解明し制御することを基盤として、優れた電子・光機能を有する有機分子の開発および分子エレクトロニクスへの応用を目的に、新規な拡張共役系を有する電子/光機能分子材料、本格的分子ワイヤを志向したナノスケールπ共役分子材料の設計・合成と物性化学の研究を行っています。

有機エレクトロニクス材料の開発

【n型有機半導体の開発】

n型特性の向上を目的として、ヘキサフルオロシクロペンタン環を縮環させたチオフェン、 および、ジフルオロメチレン架橋ビチオフェンをユニットとするオリゴチオフェンを合成し物性評価を行った。 (中山先生(山形大)、夛田研(阪大)との共同研究)

n型有機半導体の開発の説明図

【超分子的相互作用を利用した
p型有機半導体の開】

薄膜状態での高効率キャリア移動の達成を目的として、分岐型オリゴチオフェンの合成と物性評価を行った。分岐型オリゴチオフェンは自己会合性が増大し、スピンコートで作製した薄膜電界効果トランジスタは 良好なp型特性を示した。(川合研(産研)との共同研究)

超分子的相互作用を利用した p型有機半導体の開説明図

【超分子的相互作用を利用した
両極性有機半導体の開発】

分岐型オリゴチオフェンの収斂部に[60]フラーレンを導入した化合物を合成した。スピンコートで作製した薄膜は、ambipolar FET 特性を示すことが明らかとなった。

超分子的相互作用を利用した p型有機半導体の開説明図
分子エレクトロニクス材料の開発

【鎖長10nmのオリゴチオフェンの開発】

オリゴチオフェン分子ワイヤのナノギャップ金電極への接合を目的として、両末端チオールおよびエチニル置換チオフェン24量体(分子長約10 nm)の合成を行った。
これを用いてナノギャップ電極により、単分子の導電特性を計測した(夛田研(阪大)との共同研究)。

鎖長10nmのオリゴチオフェンの開発説明図

【被覆型分子ワイヤの開発】

単分子導電性計測に適した分子ワイヤの構築を目指して被覆型オリゴチオフェン分子ワイヤの合成を行っている。X線結晶構造解析から、期待通りの高い平面性と完璧な共役系の被覆が明らかとなっている(現在、論文投稿準備中)。

【金属電極と接合可能なアンカー部位の開発】

金属電極と有機分子の接合部の局所電子状態を明らかにするのに適した分子の開発を目的として、従来のチオール基に代わる新たなアンカー官能基の開発を行っている(現在、論文投稿準備中)。

【スイッチ機能を付与したオリゴチオフェンの開発】

スイッチ部位としてイミダゾリウム塩を組み込んだオリゴチオフェンの両末端にドナー・アクセプターを導入した3元系化合物を合成した。
イミダゾリウム塩のカウンターアニオンの影響により共役系の電子移動を制御可能であることが明らかとなった。

n型有機半導体の開発説明図