大阪府立大学（学長：辰巳砂 昌弘）大学院 工学研究科の岡田 健司 准教授、深津 亜里紗 助教、高橋 雅英 教授らの研究グループは、砂や塩、サイコロのように粒子の形が等方的な有機-無機ハイブリッド（今回は金属有機構造体（解説1））結晶を、ビーカーの中で反応させるだけの簡便な手法で、基板上で配向（解説2）させる技術を開発しました。等方的形態の結晶粒子は、これまで結晶の向きを揃えることが困難とされてきましたが、結晶構造の微細な違いを利用して3次元的に結晶方位が配向した薄膜の形成を実現しました。
等方的形態の有機-無機ハイブリッド結晶を基板上で配向させる本技術
さらに、この金属有機構造体結晶中で電子が流れる経路（導電パス）を設計、制御する手法へと発展させ、特定の方向に高い導電性を示す薄膜を実現しました。配向多結晶薄膜（解説3）において電気特性を空間的に自在に設計できる本材料は、分子デバイスや超高集積デバイスの心臓部となることが期待されます。また、今回開発した技術は汎用性が高いことから、次世代太陽電池の主材料として期待されているペロブスカイト結晶の配向に適用することで、太陽電池の高効率化・耐久性向上なども期待できる新技術となります。
なお、本研究成果は、日本時間2021年6月4日（金）に英国の英国王立化学会が刊行する学術雑誌「Journal of Materials Chemistry A」誌のオンライン速報版で公開されました。また、本論文は査読者の推薦によりHot paperに選出されました。
論文タイトル 「Oriented growth of semiconducting TCNQ@Cu3(BTC)2 MOF on Cu(OH)2: crystallographic orientation and pattern formation toward semiconducting thin-film devices」
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