ルブレン耐久性を向上、七員環で安定化

京都大学と九州大学の共同研究で、ルブレン骨格に七員環を組み込んだ新有機半導体「縮環ルブレン」を合成・報告しました。二つの立体配座を確認し、光による分解耐性が従来の数時間から日〜週単位に延び、単結晶トランジスタで高い電荷移動度が得られたと伝えられています。

京都大学と九州大学の共同研究チームは、従来は光や酸素で劣化しやすかった有機半導体分子ルブレンの骨格に七員環を導入した新物質「縮環ルブレン」を合成したと発表しました。軽量で印刷可能な有機半導体は次世代デバイスで期待されてきましたが、耐久性が課題でした。研究では還元条件の山本カップリング反応を用いる合成法を開発し、構造や物性を詳細に評価しています。成果は学術誌に掲載され、分子設計による安定化と機能制御が示された点が注目されています。 報告されている主な点： ・発表は京都大学と九州大学の共同研究で、結果はJournal of the American Chemical Societyに掲載されています。 ・七員環を導入した縮環ルブレンを山本カップリング反応で合成したとしています。 ・X線構造解析で「鞍型」と「ねじれ型」という異なる二つの立体配座が存在することを確認し、熱で相互変換することを確かめています。 ・光照射下の安定性は従来のルブレンの半減期3.3時間に対し、鞍型で約5日、ねじれ型で約3週間以上と大幅に延長したと報告されています。 ・鞍型の単結晶トランジスタで5.33cm2/Vsの電荷移動度が得られ、ねじれ型薄膜では一重項励起子分裂が約7.2ピコ秒で進行することが観測されました。 まとめ： 今回の研究は、分子骨格に七員環を導入して曲率を制御することで、ルブレンのような高性能だが従来は脆弱だった有機材料の安定性と機能を両立できることを示しています。得られた構造は理論的に予測される三次元炭素材料シュワルツァイトの部分構造にも対応するとされ、ナノ炭素材料の研究や将来のデバイス材料設計に影響を与える可能性が示唆されています。今後の公式な展開や実用化に関する日程は現時点では未定です。