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創発物性科学研究センター創発分子機能研究グループ

グループディレクター瀧宮和男（D.Eng.）

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研究概要

我々は合成化学を駆使することで、新しい機能性有機電子材料（有機半導体）の開発と応用を目指しています。有機半導体の特徴は、「分子構造・電子状態を自在に設計・合成できる」ことであり、電子デバイス（トランジスタ、太陽電池、熱電変換素子など）に応用可能な機能性材料を集積化することで、スイッチング、光電変換特性の高機能化が可能です。最近では、独自に開発した分子骨格の応用により、高性能低分子有機半導体の開発と高移動度有機トランジスタの実現、新規非フラーレンアクセプタ分子の開発と高性能太陽電池への展開、また、有機半導体分子の結晶構造制御法の開発によるキャリア移動度の改善などの成果を挙げています。

研究主分野

化学

研究関連分野

工学

キーワード

有機半導体
π電子系化合物
合成化学
有機電界効果トランジスタ
有機熱電材料

主要論文

1. K, Takimiya., K, Bulgarevich., K. Kawabata.:
"Crystal-structure control of molecular semiconductors by methylthiolation: towards ultrahigh mobility",
Acc. Chem. Res., 34, 884 (2024).
2. T, Matsuo., K, Kawabata., K, Takimiya.:
"A novel n-type molecular dopant with a closed-shell electronic structure applicable to the vacuum-deposition process",
Adv. Mater. 36, 2311047 (2024).
3. K, Bulgarevich., S, Horiuchi., K, Takimiya.:
"Crystal-structure simulation of methylthiolated peri-condensed polycyclic aromatic hydrocarbons for identifying promising molecular semiconductors: discovery of 1,3,8,10-tetrakis(methylthio)peropyrene showing ultrahigh mobility",
Adv. Mater. 355, 2305548 (2023).
4. K, Bulgarevich., K, Takimiya.:
"Crystal-structure simulation of molecular semiconductors: brickwork-related crystal structures of methylthiolated peri-condensed polycyclic aromatic hydrocarbons",
Mater. Horiz., 10, 5492-5499 (2023).
5. K, Kawabata., K. Takimiya.:
"Quinoidal Acenedichalcogenophenediones for Near-infrared-absorbing Organic Semiconductors: Effects of Chalcogen Atom Substitution on The Physicochemical and Carrier Transport Properties",
Chem. Mater., 35, 7628–7642 (2023).
6. K, Sumitomo., Y, Sudo., K, Kanazawa., K.,Kawabata., K, Takimiya.:
"Enantiopure 2-(2-ethylhexyl)dinaphtho[2,3-b:2’,3’-f]thieno[3,2-b]thiophenes: synthesis, single crystal structure and surprising lack of influence of stereoisomerism on thin-film structure and electronic properties,"
Mater. Horiz., 9, 444-451 (2022).
7. K, Takimiya., Kirill Bulgarevich., M, Abbas., S, Horiuchi., T, Ogaki., K, Kawabata., A, Ablat.:
""Manipulation" of crystal structure by methylthiolation enabling ultrahigh mobility in a pyrene-based molecular semiconductor" ,
Adv. Mater., 33, 2102914 (2021).
8. K, Kawabata., K, Takimiya.:
"Quinoid-aromatic Resonance for Very Small Optical Energy Gaps in Small-molecule Organic Semiconductors: a Naphthodithiophenedione-oligothiophene triad system",
Chem. Eur. J., 27, 15660-15670 (2021).
9. Y, Wang., K, Takimiya.:
"Naphthodithiophenediimide–Bithiopheneimide Copolymers for High-Performance n-Type Organic Thermoelectrics: Significant Impact of Backbone Orientation on Conductivity and Thermoelectric Performance",
Adv. Mater., 32, 2002060 (2020).
10. C, Wang., D, Hashizume., M, Nakano., T, Ogaki., H, Tekenaka., K, Kawabata., K, Takimiya.:
""Disrupt and induce" intermolecular interactions to rationally design organic semiconductor crystals: from herringbone to rubrene- like pitched π-stacking",
Chem. Sci., 11, 1573-1580 (2020).