芝浦工大,n型有機半導体の簡易な合成法を開発

芝浦工業大学の研究グループは,n型有機半導体を簡易に合成する新たな方法を開発した(ニュースリリース)。

無機半導体と比較して有機半導体は,柔軟かつ軽量といった特長からフレキシブルデバイスなどへ活用が期待されている。半導体デバイスは,p型半導体とn型半導体を組み合わせて製造するが,有機半導体としては,これまで主にp型半導体が作製されており,n型半導体は種類が非常に限られている。

今回合成に成功した,導電性高分子は有機半導体として有用で,これまでに多くのp型半導体が作製されている。n型半導体も,p型半導体に強い電子求引基であるフッ素を導入することで合成することが可能だが,「完全にフッ素化された導電性高分子」は合成の煩雑さから安定した製造が困難だった。

今回研究グループは,ヘキサフルオロベンゼンの電解還元重合により,簡易にペルフルオロポリフェニレン(完全フッ素化導電性高分子)ゲルを合成,さらにゲルを乾燥および洗浄することで無色透明の薄膜化に成功した。

合成された薄膜の原子組成百分率は炭素60%,フッ素40%であることから,架橋が少なく柔らかなペルフルオロポリフェニレンであることが明らかになった。さらに元素マッピングで,フッ素が膜全体に均一に分布していることが確認できたという。

研究グループは,この研究は多くのn型有機半導体開発に適用可能で,今後,企業との共同研究を進め適用範囲を明らかにすることで,柔軟・軽量な特徴を生かしてフレキシブルデバイスなどに活用できるという。また,この研究はより簡易に,より低コストでの製造が可能となるため,普及に向けた研究開発がいっそう加速することが期待できるとしている。

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