[发明专利]杂富勒烯以及使用了其的n型半导体膜和电子设备

说明书

杂富勒烯中构成富勒烯的n个(n为正的偶数)碳原子用n个硼原子或n个氮原子进行了取代。

技术领域

本申请涉及杂富勒烯以及使用了其的n型半导体膜和电子设备。

背景技术

近年来，提出了多种使用有机材料作为半导体层(半导体膜)的形成材料的电子设备、尤其是薄膜晶体管(TFT)，积极地进行了其研究开发。在半导体层中使用有机材料的优点很多。例如，以无机非晶硅等作为基质的以往的无机薄膜晶体管需要350～400℃左右的加热工艺，与此相比，有机TFT能够利用50～200℃左右的低温加热工艺来制造。因此，能够在塑料膜等耐热性更弱的基底(基板)上制作晶体管元件。此外，作为有机材料的优点，还可列举出如旋涂法、喷墨法、印刷等那样地使用容易的形成方法而形成半导体层，并能够以低成本制造大面积的设备。

作为为了判断TFT的性能而使用的指标之一，有半导体层的载流子迁移率，为了提高有机TFT中的有机半导体层(有机半导体膜)的载流子迁移率而进行了多种研究。这些研究之中，作为以形成有机半导体层(有机半导体膜)的有机材料的分子为重点的研究，有例如使用了聚(3-烷基噻吩)的研究等(参照专利文献1)。此外，作为着眼于有机TFT的结构的研究，有提出了如下方案的研究：例如，通过使取向膜夹在栅极绝缘层与有机半导体层之间而提高有机半导体层的结晶取向性、提高载流子迁移率(参照专利文献2)。像这样，获得具有良好特性的有机半导体及其膜与提高电子设备的性能有关。因此，需要用于进一步提高有机半导体及其膜的特性的研究。

尤其是，作为n型有机半导体材料，苝二酰亚胺及其衍生物以及富勒烯及其衍生物作为载流子迁移率高的材料是已知的(参照专利文献3、4)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平10-190001号公报

专利文献2：日本特开平9-232589号公报

专利文献3：日本特表2011-515505号公报

专利文献4：日本特表2016-521263号公报

非专利文献

非专利文献1：David R.Evans等人、Organic Electronics 29(2016)50

非专利文献2：K.J.Bowers et a1.Proc.2006ACM/IEEE Conference onSupercomputing，ACM，Tampa，Florida，2006，p84

非专利文献3：A.D.Bochevarov et al.Intl.J.Quantum Chem.113(2013)2110

发明内容

本申请所述的杂富勒烯中，将构成富勒烯的n个(n为正的偶数)碳原子用n个硼原子或n个氮原子进行了取代。

本申请的杂富勒烯显示出更充分高的电子迁移率，因此，作为分子系有机半导体材料或碳系电子传输材料、尤其是n型半导体材料是有用的。

附图说明

图1A是用于说明本申请的杂富勒烯的骨架构成原子数m为60时的、该杂富勒烯的取代位置的表述法的示意图。

图1B是用于说明本申请的杂富勒烯的骨架构成原子数m为70时的、该杂富勒烯的取代位置的表述法的示意图。

图2A是用于说明本申请的杂富勒烯的骨架构成原子数m为60时的、该杂富勒烯的优选取代位置的示意图。

图2B是用于说明本申请的杂富勒烯的骨架构成原子数m为70时的、该杂富勒烯的优选取代位置的示意图。

图3是表示使用本申请的杂富勒烯得到的晶体管的基本结构的一例的结构示意图。