2021年10月22日

広大など、ポリマー半導体性能を20倍以上に向上

【カテゴリー】：ファインケミカル 【関連企業・団体】：広島大学

広島大学、京都大学、名古屋大学、東京大学、高輝度光科学研究センターなどの共同研究チームは22日、ポリマー半導体の化学構造を少し組み替えるだけで、電荷となるπ電子が主鎖に沿って高度に非局在化し、半導体性能の一つである電荷移動度が 20倍以上向上することを発見したと発表した。 　ポリマー半導体は、印刷プロセスで簡便に薄膜化できる半導体で、有機トランジスタや有機薄膜太陽電池などの次世代プリンテッドデバイスへの応用が期待されている。しかし、デバイスの性能を左右する電荷移動度は、シリコン半導体などに比べて著しく値が低い。そのため、高い電荷移動度を示すポリマー半導体の開発が求められている。 　ポリマー半導体には、ポリマー主鎖に沿った「主鎖内」とポリマー主鎖同士の重なりを介した「主鎖間」の2つの電荷輸送パスがある。従来は、律速である「主鎖間」の電荷輸送性を改善することが材料開発の指針だったが、研究の進展とともに「主鎖間」の電荷輸送性の改善だけでは電荷移動度を向上させることが難しくなっていた。 　 　共同研究チームは今回、以前に開発したポリマー半導体の化学構造を少し組み替えるだけで、電荷となるπ電子が主鎖に沿って高度に非局在化し、これまで着目されていなかった「主鎖内」の電荷輸送性が高まることを発見した。その結果、ポリマー半導体の電荷移動度を著しく向上させることに成功した。 　今回研究で見出した「主鎖内」の電荷輸送性を高める新たな分子デザイン手法を応用することで、さらに電荷移動度の高いポリマー半導体の開発が期待できる。 同研究成果は、10月22日に米国化学会の科学誌「Chemistry of Materials」にオンライン掲載される。 　 　 ニュースリリース参照 https://www.hiroshima-u.ac.jp/news/67285