日本研究人员开发出液晶性有机半导体

日本理化研究所等机构发表新闻公报说，其研究人员开发出了电子传递能力强、加工成形性能好的液晶性有机半导体。 

新闻公报说，在有机半导体中，为了提高产品性能，必须增强这种半导体的电子传递能力，在这方面使用分子排列规则的晶体材料比较有利。但晶体比较硬，在大面积薄膜等加工成形方面存在局限。反之，如果使用液晶等柔软的材料，加工成形得到了保证，但这类材料分子的集结状态比晶体松散，提高其电子传递能力比较困难。 

为了克服这些难题，东京大学的研究小组使用一种名为“缩环卟啉铜复合体”的有机分子，开发半导体材料。这种分子中影响电子传递的π共价键的尺寸大于以往的有机半导体，因此有望提高电子传递能力。但当研究人员按照液晶分子一般的设计方法向“缩环卟啉铜复合体”导入疏水性侧链时，分子没有表现出液晶状态。 

此后，研究人员在“缩环卟啉铜复合体”周边的一侧导入亲水性侧链，在另一侧导入疏水性侧链，再将这样的有机分子加热到120摄氏度，尔后用1小时左右使其逐渐冷却到室温状态。结果，经过如此加工的“缩环卟啉铜复合体”分子自发集结成圆筒状，并在室温下形成了液晶状态。经测试，这种液晶性材料的电子传递能力至少是迄今室温 
下液晶性有机半导体的10倍。 

日本理化研究所、东京大学等机构的联合研究小组使用大型同步辐射加速器SPring-8对上述新材料进行了检测，发现其亲水性侧链和疏水性侧链在纳米等级上的特殊结构，使新材料兼具电子传递能力强和加工成形性能好等特点。 

新闻公报说，这种新型有机半导体在生产有机薄膜太阳能电池和晶体管等方面具有应用前景。这项研究成果发表在10月22日出版的《美国化学学会杂志》上。