縦型有機トランジスタの開発
有機半導体材料を用いた有機トランジスタとしては、電界効果型トランジスタ（有機FET）が一般的ですが、当研究室では、膜厚方向に電流を流す「縦型有機トランジスタ」の開発を行っています。チャネル長が短く、面で電流を流せることから、大電流・低電圧動作が可能です。 また、有機ＥＬ材料と組み合わせて、電流を増幅しながら光る「有機発光トランジスタ」を実現することができます。
有機半導体薄膜の光・電気物性
有機デバイスにおける究極の目標は、「分子構造からデバイス性能を予測する」ことですが、そのために、１分子の電子状態を設計する有機合成から、多数の分子が集まった「薄膜」の分子配向制御、薄膜のキャリア移動度測定などを通じて、デバイス性能の階層的な理解に取り組んでいます。また、量子化学計算から、分子動力学計算、さらに半導体デバイスシミュレーターまで、物質のさまざまな階層を対象とした計算手法を用いてデバイスの設計を行っています。
有機EL材料の開発
次世代ディスプレイや照明として期待されている有機EL (Organic Light-Emitting Diode)の研究に取り組んでいます。電気エネルギーによって有機物を光らせる―この一見単純な目的のために、有機合成からデバイス応用までの多分野を横断した研究を行い、ときには高速レーザー分光や量子化学計算、機械学習を活用することで、デバイス性能の飛躍的な向上に繋がる学理の樹立を目指しています。近年の研究成果として、「従来の100倍速い逆項間交差を示す熱活性化遅延蛍光材料」や「励起一重項と三重項のエネルギーが逆転した新しい遅延蛍光材料」の開発に成功しました。
有機太陽電池の動作メカニズムと材料
有機太陽電池デバイスにおける、光電荷分離過程、電荷輸送過程について半導体物性の観点から解析し、新規の材料開発を行っています。特に、通常のバルクヘテロ系とは異なる、単一成分系有機太陽電池において、光電荷分離過程の理解と性能向上に取り組んでいます。
応用化学専攻 物質機能化学講座
有機電子材料科学領域
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