2020S2-001
有機エレクトロニクス材料開発のための構造物性

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●基本情報
　●実験責任者：熊井　玲児（PF）
　●課題有効期間：2020/4〜2023/3
　●実験ステーション：8A, 8B, 7C, AR-NE1A, 4C, 3A
　●関連課題：2017S2-001（外場および次元性による分子性固体の構造と物性の制御）
　　　　　　　2014S2-001（有機分子集合体の物性発現機構の解明とその最適化のための構造物性研究）
　　　　　　　2010S2-004（分子性結晶における構造物性研究　-外場下における物性と構造-）
　　　　　　　2009S2-003（精密構造解析を中心とした強相関電子物質の物性発現機構の解明）
　　　　　　　2006S2-005（軌道放射光を用いた強相関電子材料の構造解析による物性発現機構の研究）

●課題の概要
　有機分子集合体の物性は、分子そのものがもつ性質に加えて、分子間の相互作用によって大きく変化する。有機分子集合体は、それらが示す多彩な物性から、学術的な観点のみならず、近年応用面でも注目されている。一方で、その集合様式の予測が容易ではないため、新規材料の探索における分子設計には大きな困難が伴う。本申請課題では、新規材料探索のために、データ科学、計算科学と実験科学を融合させ、理論的に得られた構造・機能予測をもとに提案され、実際に合成された材料の構造決定を行い、試料作成および新たな分子設計へフィードバックを行うとともに、得られた構造的知見を迅速にデータ科学・計算科学へフィードバックする体制を作成することを目指す。このサイクルを効率よくすすめることで、新規有機エレクトロニクス材料の探索を加速することが期待される。

●成果発表
　●論文

• "Emergence of mixing-induced polymorphic phase with higher mobility in alkylated layered organic semiconductors"
  Kiyoshi Nikaido, Satoru Inoue, Seiji Tsuzuki, Reiji Kumai, Hiroyuki Matsui, Kiyofumi Takaba, Saori Maki-Yonekura, Koji Yonekura, and Tatsuo Hasegawa
  Phys. Rev. Materials, 8 (2024) 115601.
• "Control of Polar/Antipolar Layered Organic Semiconductors by the Odd-Even Effect of Alkyl Chain"
  Satoru Inoue, Toshiki Higashino, Kiyoshi Nikaido, Ryo Miyata, Satoshi Matsuoka, Mutsuo Tanaka, Seiji Tsuzuki, Sachio Horiuchi, Ryusuke Kondo, Ryoko Sagayama, Reiji Kumai, Daiki Sekine, Takayoshi Koyanagi, Masakazu Matsubara, Tatsuo Hasegawa
  Adv. Sci., 11 (2024) 2308270.
• "Stability of ternary interfaces and its effects on ideal switching characteristics in inverted coplanar organic transistors"
  Keito Murata, Gyo Kitahara, Satoru Inoue, Toshiki Higashino, Satoshi Matsuoka, Shunto Arai, Reiji Kumai, and Tatsuo Hasegawa
  Phys. Rev. Applied, 21 (2024) 024005.
• "Close Stacking of Antiaromatic Ni(II) Norcorrole Originating from a Four-Electron Multicentered Bonding Interaction"
  Shota Kino, Shusaku Ukai, Norihito Fukui, Rie Haruki, Reiji Kumai, Qian Wang, Satoshi Horike, Quan Manh Phung, Dage Sundholm, and Hiroshi Shinokubo
  J. Am. Chem. Soc., 146 (2024) 9311.
• "Effects of Thiophene-Fused Isomer on High-Layered Crystallinity in π-Extended and Alkylated Organic Semiconductors"
  Toshiki Higashino, Satoru Inoue, Shunto Arai, Seiji Tsuzuki, Hiroyuki Matsui, Reiji Kumai, Kiyofumi Takaba, Saori Maki-Yonekura, Hirofumi Kurokawa, Ichiro Inoue, Kensuke Tono, Koji Yonekura, and Tatsuo Hasegawa
  Chem. Mater., 36 (2024) 848.
• "A straightforward method using the sign of the piezoelectric coefficient to identify the ferroelectric switching mechanism"
  Shoji Ishibashi, Reiji Kumai & Sachio Horiuchi
  Sci. Rep., 13 (2023) 8810.
• "Temperature-induced transformation between layered herringbone polymorphs in molecular bilayer organic semiconductors"
  Shunto Arai, Satoru Inoue, Mutsuo Tanaka, Seiji Tsuzuki, Ryusuke Kondo, Reiji Kumai, and Tatsuo Hasegawa
  Phys. Rev. Mater., 7 (2023) 025602.
• "Highly stable and isomorphic donor–acceptor stacking in a family of n-type organic semiconductors of BTBT–TCNQ derivatives"
  Satoshi Matsuoka, Kazuma Ogawa, Ryota Ono, Kiyoshi Nikaido, Satoru Inoue, Toshiki Higashino, Mutsuo Tanaka, Jun'ya Tsutsumi, Ryusuke Kondo, Reiji Kumai, Seiji Tsuzuki, Shunto Arai and Tatsuo Hasegawa
  J. Mater. Chem. C, 10 (2022) 16471.
• "Mixing-Induced Orientational Ordering in Liquid-Crystalline Organic Semiconductors"
  Kiyoshi Nikaido, Satoru Inoue, Reiji Kumai, Toshiki Higashino, Satoshi Matsuoka, Shunto Arai, Tatsuo Hasegawa
  Adv. Mater. Interf., 2022 (2022) 2201789.
• "Competing ferroelectric polarization: hydroxyl flip-flop versus proton-transfer mechanisms"
  Yukihiro Shimoi, Seiji Tsuzuki, Reiji Kumai, Masato Sotome and Sachio Horiuchi
  J. Mater. Chem. C, 10 (2022) 10099.
• "Emerging Disordered Layered-Herringbone Phase in Organic Semiconductors Unveiled by Electron Crystallography"
  Satoru Inoue, Kiyoshi Nikaido, Toshiki Higashino, Shunto Arai, Mutsuo Tanaka, Reiji Kumai, Seiji Tsuzuki, Sachio Horiuchi, Haruki Sugiyama, Yasutomo Segawa, Kiyofumi Takaba, Saori Maki-Yonekura, Koji Yonekura, and Tatsuo Hasegawa
  Chem. Mater., 34 (2022) 72.
• "Modulation of the electronic states and magnetic properties of nickel catecholdithiolene complex by oxidation-coupled deprotonation"
  So Yokomori, Shun Dekura, Akira Ueda, Reiji Kumai, Youichi Murakami and Hatsumi Mori
  J. Mater. Chem. C, 9 (2021) 10718.