[21a-231C-1~11] 12.2 Characterization and Materials Physics

△ [21a-231C-7] Improvement of doping efficiency and thermal stability in doped polymeric semiconductors; molecular doping via anion exchange

〇(DC)yu yamashita¹, Junto Tsurumi³, Masao Ohno¹, Ryo Fujimoto¹, Shohei Kumagai¹, Tadanori Kurosawa¹, Toshihiro Okamoto^1,2, Shun Watanabe^1,2, Jun Takeya^1,3 (1.The Univ. of Tokyo, 2.PRESTO, JST, 3.NIMS)

Keywords:doping, organic semiconductor, anion exchange

高分子半導体の高効率な分子ドーピングは熱電素子への応用など注目を集めている。我々は分子ドーピングの効率および熱耐久性を高める「アニオン交換ドーピング」という新たな手法を報告する。本研究ではPBTTT薄膜のドーピングをF4TCNQドーパント溶液への浸漬により行った。ここで、イオン性化合物EMIM-TFSIが溶液中に存在する場合には、PBTTT薄膜中のF4TCNQラジカルアニオンがTFSIアニオンに自発的に交換されることを光吸収、FT-IR、ESR測定から確認した。用いるイオン性化合物の選択によってイオン間相互作用を適切に制御すると、ドーピング効率の向上が可能であることが分かった。配向化手法を施したPBTTT薄膜の場合には、伝導度は1000 S/cmを超える値を示した。このドーピング手法では安定なアニオン種を高分子半導体に格納することができるため、ドープ膜の熱耐久性を大きく向上できる。