東京科學大學與東京大學、北里大學、筑波大學共同研究發現，有機半導體的元件性能深受介面處分子結構與動態行為影響，且即使晶體結構相似，性能仍可能存在顯著差異。研究團隊以n型有機半導體「PhC₂-BQQDI」為基礎，在不同位置引入氟原子，開發出位置異構物，並製作單晶薄膜電晶體進行評估。研究結果顯示，氟原子位於對位的 p-FPhC₂-BQQDI與位於間位的 m-FPhC₂-BQQDI的性能差異最為顯著。前者的電荷遷移率最高達3.6 cm²/V·s，後者則為0.9 cm²/V·s，兩者相差逾4倍，儘管兩種材料的晶體結構相似，轉移積分計算也無明顯差異，實際元件性能卻有顯著落差。
進一步透過分子動力學模擬分析發現，m-FPhC2-BQQDI分子運動幅度較大，使 π軌域重疊受到更劇烈的擾動，進而影響電荷傳輸。研究團隊認為，此差異與含氟分子之間的相互作用有關：高遷移率材料中的分子主要在同一電荷傳輸分子層內產生相互作用；低遷移率材料則透過不同分子層之間的作用力穩定聚集結構，反而不利於電荷傳輸。此研究顯示，評估有機半導體性能時，除了晶體結構與轉移積分外，也須考量分子動態行為及層間相互作用。未來可藉由調整取代基位置，控制分子聚集與運動，提升有機半導體元件的電荷傳輸效率，拓展其於電子顯示器等領域的應用。