■安田研究者の研究結果
π共役高分子鎖内の超高速電荷輸送を利用した有機トランジスタ
 有機膜を引き延ばすことで配向をそろえ、主鎖分子内の高速キャリア移動を向上させ高性能有機FETを実現する研究を進めた。
ポリプロピレン基板にスピンコートした溶剤可溶型ポリアニリンを引っ張り機で基板ごと最大15倍まで延伸し、導電率を1000倍にも高めることに成功した。 延伸膜の導電率の温度変化を測定すると、すべて3次元のホッピングで説明でき、当初期待した1次元のバンド伝導にはなっていなかった。
次に、延伸配向法に適した高分子を探索し、結晶(rr-P3HT)、液晶(PFO)、アモルファス(MEH-PPV)薄膜いずれにおいても一部の例外を除き、延伸による配向が起きることを、変更吸収の線二色性から確認した。
結晶性のrr-P3HTという高分子を延伸した薄膜について、トップゲート型の電界効果トランジスタを作製し、ホールの移動度に明確な異方性を見いだした。結晶、液晶、アモルファス性薄膜いずれをも高度に配向させる手法は無く、延伸法が配向薄膜作製法として極めて優れていることを証明した。有機物の電気的特性測定技術を確立したという点でも、日本におけるこの分野のリーダーの1人になってくれると期待される。

(1)論文(原著論文)発表
  1. T. Yasuda, M. Saito, H. Nakamura and T. Tsutsui, Conjugation-length dependency of unsubstituted oligo-p-phenylenevinylenes on the performance of organic field-effect transistors, Chem. Phys. Lett., 452 pp. 110-114 (2008)
  2. T. Yasuda, M. Saito, H. Nakamura and T. Tsutsui, Anisotropic carrier transport properties of highly aligned oligophenylenevinylenes in organic field-effect transistors, Appl. Phys. A, 95 pp.179-183 (2009)
  3. T. Yasuda, L. Han and T. Tsutsui, Fabrication of Stretch-Oriented Regioregular Poly(3-Hexylthiophene) Film and Its Application to Organic Field-Effect Transistors, J. Photopolym. Sci. Tech. 22 pp.713-717 (2009) 
  4. T. Yasuda, T. Suzuki, M. Takahashi and T. Tsutsui, Synthesis and Carrier Transport Properties of Triarylamine-Based Amorphous Polymers for Organic Field-Effect Transistors, Chem. Lett. 38 pp.1040-1041 (2009)
  5. T. Yasuda, T. Ishi-i and L. Han, Benzothiadiazole ?Triphenylamine Derivatives as Donor Materials for Bulk-Heterojunction Organic Solar Cells, J. Photopolym. Sci. Tech. 23 pp.307-312 (2010)
  6. H. Nagashima, M. Saito, H. Nakamura, T. Yasuda and T. Tsutsui, Organic field-effect transistors based on naphthyl end-capped divinylbenzene: performance, stability and molecular packing, Org. Electronics 11 pp.658-663 (2010)
  7. K. Sugiyasu, R. M. Harrison, A. Sato, T. Yasuda, S. Seki and M. Takeuchi, A Self-Threading Polythiophene: Defect-Free Insulated Molecular Wires Endowed with Long Effective Conjugation Length, J. Am. Chem. Soc. 132 pp.14754?14756 (2010)
  8. K. Sakamoto, T. Yasuda, K. Miki, M. Chikamatsu and R. Azumi, Anisotropic field-effect hole mobility of liquid crystalline conjugated polymer layers formed on photo-aligned polyimide films, J. Appl. Phys. 109 013702 (2011)

(2)特許出願
研究期間累積件数:1件
  1. 発明者: 中村浩昭、松浦正英、前田竜志、安田剛
    発明の名称: 有機薄膜製造法及び該製造法を用いた有機薄膜と同該薄膜を用いた有機光電変換素子
    出願人: 出光興産株式会社 独立行政法人 物質・材料研究機構
    出願日: 2009/10/16

(3)その他(主要な学会発表、受賞、著作物等)
受賞
  1. ナノ学会第六回大会 若手優秀発表賞、「有機分子配向制御による有機薄膜トランジスタの高性能化」 2008年 5月
  2. 20th Korea-Japan Joint Forum on Organic Materials for Electronics and Photonics 2008 (KJF2008)) Poster Award、「Carrier transport properties of liquid crystalline ?-conjugated oligomers in organic field-effect transistors」 2008年10月
  3. 第19回日本MRS学術シンポジウム奨励賞、「延伸によるπ共役高分子配向薄膜の作製と有機薄膜トランジスタへの応用」 2010年1月

著作物
  1. 有機半導体デバイス -基礎から最先端デバイスまで-(オーム社)  日本学術振興会情報科学用有機材料第142委員会 編纂 分担執筆 有機トランジスタ 4.1.4新材料設計 2010年10月
  2. 環境・エネルギー材料ハンドブック(オーム社)  物質・材料研究機構 監修 分担執筆 1.5 有機EL・TFT材料 2011年2月