東京大学大学院新領域創成科学研究科物質系専攻の岡本敏宏准教授、365体育投注数理物質系の石井宏幸助教は、次世代電子材料として期待されている有機半導体材料の新しい分子システムの開発に成功しました。

有機半導体材料は、弱い分子間力によって分子集合体を形成しているため、機械的に柔軟で、印刷による簡便な方法で作製することができる利点があります。一方で、弱い力で集合しているため、固体中であっても、室温のエネルギーで分子が運動して、電荷の伝導が阻害されるため、電荷移動度が低くなることが問題となります。

研究グループでは、分子間振動を抑制するとともに、振動がおこっても伝導へ悪影響が出にくい分子システムを提案し、これまで前例のない有機半導体分子群の開発に成功しました。実験および理論計算による研究から、得られた分子群は大気中でも長期間分解することなく、また実際に分子間振動が抑制されるとともに振動の電荷伝導への影響も抑えられることを明らかにしました。さらに、印刷により得られた単結晶を用いたトランジスタで、現在用いられているアモルファスシリコンの電荷移動度よりも１桁以上高い、有機半導体として世界最高レベルの10 cm²/Vsを達成しました。



図　従来と本研究の有機半導体分子の分子設計戦略の違い

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