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材料:超分子性らせん状デンドリマーの複合電子材料への自己組織化

Nature 419, 6905 doi: 10.1038/nature01072

導電性をもつ有機結晶や高分子が発見されたため、これらが十分に高い電荷キャリア移動度を示し、製造と加工が容易だとすれば、オプトエレクトロニクス材料の範囲は潜在的に広がった。有機単結晶は高い電荷キャリア移動度をもつが、ふつうは実用的でない。一方、高分子は加工性に優れるが移動度が低い。液晶は単結晶に迫る移動度をもち、応用に適するが、製造と加工に手間がかかるため使用範囲が限られる。今回我々は、先細のフッ素化デンドロンの自己集合により、広範な有機材料から有望なオプトエレクトロニクス特性をもつ超分子液晶を形成させられることを示す。導電性有機ドナー基またはアクセプター基をデンドロンの先端に付加しておくと、ナノメートルスケールの超分子コラムができ、その芯では、ドナー、アクセプター、またはドナー・アクセプター複合体のπ電子が積み重なって高い電荷キャリア移動度を示す。官能基をもつデンドロンとその相方を側鎖にもつ無定形高分子を用いると、これらは、ドナー・アクセプター相互作用によって高分子がコラムの中央に取り込まれるように共集合し、電荷キャリア移動度が増す。らせん状のデンドロンに囲まれた、導電性をもつ芳香族π電子の重なりを作るためのこの簡単で汎用性の高い戦略は、電子工学およびオプトエレクトロニクス応用に適した新種の超分子材料をもたらすだろう。

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