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共役系高分子一本鎖のコンフォメーション制御による光電子物性の能動的制御

研究課題

研究課題/領域番号 26287097
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 生物物理・化学物理・ソフトマターの物理
研究機関東京工業大学

研究代表者

VACHA Martin  東京工業大学, 物質理工学院, 教授 (50361746)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2014年度: 13,130千円 (直接経費: 10,100千円、間接経費: 3,030千円)
キーワード1分子科学 / 共役系高分子 / conjugated polymers / photophysics / single-molecule studies / 1分子計測(SMD) / 1分子計測(SMD)
研究成果の概要

高分子のナノ科学において、共役系高分子鎖のコンフォメーションと光学的、電気的物性との相関は応用化に向けて重要な課題である。本研究では、共役系高分子一本鎖のコンフォメーションを能動的かつ精密に制御し、分光特性及び光電的機能を明らかにすることを目的にする。コンフォメーションの制御手法として、化学的な構造によるトポロジー、相分離ブロック共重合体が形成する一次元ナノシリンダー構造、またはマトリックスの極性を用いた。このような条件下での単一共役系高分子鎖が発する蛍光や電界発光を測定し、解析により会合状態、電荷移動状態などの光物理的特性、または電界発光ダイナミックスなどの光電的特性を研究した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究成果の主な学術的意義として、共役系高分子ポリフルオレンの緑色発光帯、いわゆるg-bandの原因の解明が挙げられる。ポリフルオレンを用いた有機ELデバイスの色純度や効率の低下を起すg-bandは今まで多く研究され、原因としてはポリフルオレンの酸化が主に挙げられてきた。本研究では、ポリフルオレンの酸化がg-bandの出現に与える影響は小さく、電荷移動凝集体およびH-会合体の2種類の会合状態がg-bandの原因になっていることを明らかにした。この結果は高分子のナノ科学の発展、または共役系高分子を用いた光電デバイスの開発に大きく影響することが期待できる。

報告書

(6件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2018 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 5件、 査読あり 10件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 11件、 招待講演 16件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] Manchester University(英国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Manchester/School of Chemistry/Organic Materials Innovation Center(英国)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Macrocyclic poly(p-phenylenevinylene)s by ring expansion metathesis polymerisation and their characterisation by single-molecule spectroscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Lidster Benjamin John、Hirata Shuzo、Matsuda Shoki、Yamamoto Takuya、Komanduri Venukrishnan、Kumar Dharam Raj、Tezuka Yasuyuki、Vacha Martin、Turner Michael L.
    • 雑誌名

      Chemical Science

      巻: 9 号: 11 ページ: 2934-2941

    • DOI

      10.1039/c7sc03945j

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Intrachain Aggregates as the Origin of Green Emission in Polyfluorene Studied on Ensemble and Single-Chain Level2018

    • 著者名/発表者名
      Nakamura Tomonori、Sharma Dharmendar Kumar、Hirata Shuzo、Vacha Martin
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry C

      巻: 122 号: 15 ページ: 8137-8146

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.8b01767

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Excited State Behavior of Single Strand and Bulk P3HT in Contact with a Au-Nanowire Array2018

    • 著者名/発表者名
      Liu Mengdi、Hirata Shuzo、Iyoda Tomokazu、Vacha Martin、Piotrowiak Piotr
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry C

      巻: 122 号: 14 ページ: 7925-7933

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.7b12444

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Single-molecule studies beyond optical imaging: Multi-parameter single-molecule spectroscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Vacha Martin、Sharma Dharmendar Kumar、Hirata Shuzo
    • 雑誌名

      Journal of Photochemistry and Photobiology C: Photochemistry Reviews

      巻: 34 ページ: 121-136

    • DOI

      10.1016/j.jphotochemrev.2017.11.003

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Plasmon Enhancement of Triplet Exciton Diffusion Revealed by Nanoscale Imaging of Photochemical Fluorescence Upconversion2017

    • 著者名/発表者名
      Bujak Lukasz、Narushima Kaishi、Sharma Dharmendar Kumar、Hirata Shuzo、Vacha Martin
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry C

      巻: 121 号: 45 ページ: 25479-25486

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.7b08495

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Selective turn-on and modulation of resonant energy transfer in single plasmonic hybrid nanostructures2017

    • 著者名/発表者名
      L. Bujak, T. Ishii, D. K. Sharma, S. Hirata, M. Vacha
    • 雑誌名

      Nanoscale

      巻: 9 号: 4 ページ: 1511-1519

    • DOI

      10.1039/c6nr08740j

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 1-, 3-, 6-, and 8-Tetrasubstituted Asymmetric Pyrene Derivatives with Electron Donors and Acceptors: High Photostability and Regioisomer-Specific Photophysical Properties2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Niko, S. Sasaki, K. Narushima. D. K. Sharma, M. Vacha, G. Konishi
    • 雑誌名

      J. Org. Chem.

      巻: 80 号: 21 ページ: 10794-10805

    • DOI

      10.1021/acs.joc.5b01987

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Position-dependent three-dimensional diffusion in nematic liquid crystal monitored by single-particle fluorescence localization and tracking2015

    • 著者名/発表者名
      Seonik Lee, Koushi Noda, Shuzo Hirata, Martin Vacha
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. Lett.

      巻: 6 号: 8 ページ: 1403-1407

    • DOI

      10.1021/acs.jpclett.5b00488

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Single molecule electroluminescence and photoluminescence of polyfluorene unveils the photophysics behind the green emission band.2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Honmou, S. Hirata, H. Komiyama, J. Hiyoshi, S. Kawauchi, T. Iyoda, M. Vacha
    • 雑誌名

      Nature Commun.

      巻: 5 号: 1 ページ: 4666-4666

    • DOI

      10.1038/ncomms5666

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Circularly polarized luminescence from individual microstructures of conjugated polymer aggregates with solvent-induced chirality2014

    • 著者名/発表者名
      K. Katayama, S. Hirata, M. Vacha
    • 雑誌名

      Phys. Chem. Chem. Phys.

      巻: 16 号: 33 ページ: 17983-17987

    • DOI

      10.1039/c4cp02643h

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Nanoscale Characterization of Functional Polymers and Hybrid Organic Materials by Single-molecule Spectroscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Vacha Martin
    • 学会等名
      14th IUPAC International Conference on Novel Materials and their Synthesis
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Light-Harvesting from Single-Molecule Perspective: Selective Turn-on of Energy Transfer by Localized Plasmon and Role of Aggregation in Photophysics of Polyfluorenes2017

    • 著者名/発表者名
      VACHA Martin
    • 学会等名
      Interdisciplinary Conference on Light-Harvesting Phenomena and Related Topics LHP 2017
    • 発表場所
      Kloster Banz, Germany
    • 年月日
      2017-03-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Nanoscale characterization of functional polymers and hybrid organic materials by single-molecule spectroscopy2017

    • 著者名/発表者名
      VACHA Martin
    • 学会等名
      Indo-Japan Joint Symposium on Polymeric Materials
    • 発表場所
      The Residency Tower, Trivandrum, India
    • 年月日
      2017-01-31
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Spectroscopy of single nanocrystals of doped I-III-IV semiconductors and organic-inorganic hybrid nanoparticles2017

    • 著者名/発表者名
      Martin Vacha
    • 学会等名
      28th International Conference on Photochemistry
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Single-molecule spectroscopy of conjugated polymers: photoluminescence and electroluminescence of polyfluorenes2017

    • 著者名/発表者名
      Martin Vacha
    • 学会等名
      81st Prague Meeting on Macromolecules: Polymers and Organic Materials for Electronics and Photonics
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nanoscale characterization of functional hybrid organic materials by single-molecule spectroscopy2016

    • 著者名/発表者名
      VACHA Martin
    • 学会等名
      2016 International Symposium on Integrated Molecular/Materials Science & Engineering
    • 発表場所
      Qingdao University of Science and Technology, Qingdao, China
    • 年月日
      2016-10-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Nanoscale characterization of functional polymers and hybrid organic materials by single-molecule spectroscopy2016

    • 著者名/発表者名
      VACHA Martin
    • 学会等名
      Asia Conference on Nanoscience and Nanotechnology AsiaNANO 2016
    • 発表場所
      Sapporo Convention Center, Sapporo, Japan
    • 年月日
      2016-10-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Single-molecule study of conformation-related photophysics in conjugated molecular complexes and organic dye-gold nanoparticle structures2016

    • 著者名/発表者名
      VACHA Martin
    • 学会等名
      19th Conference on Dynamical Processes in Excited States of Solids
    • 発表場所
      Chimie Paris Tech, Paris France
    • 年月日
      2016-07-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Molecular-level study and control of conformation and photophysics in conjugated molecular complexes2015

    • 著者名/発表者名
      VACHA Martin
    • 学会等名
      The International Chemical Congress o Pacific Basin Societies 2015
    • 発表場所
      Hawaii Convention Center, Honolulu, Hawaii
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Molecular-level study and control of conformation and photophysics in conjugated polymers and oligomers2015

    • 著者名/発表者名
      VACHA Martin
    • 学会等名
      2015年光化学討論会
    • 発表場所
      大阪市立大学杉本キャンパス
    • 年月日
      2015-09-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Single-molecule study and control of conformation-related photophysics in conjugated molecular complexes2015

    • 著者名/発表者名
      VACHA Martin
    • 学会等名
      12th International Conference on Hole Burning, Single Molecule and Related Spectroscopies
    • 発表場所
      Estonian Institute of Physics, Tartu, Estonia
    • 年月日
      2015-08-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 単一分子分光法-有機材料のナノ世界を知る窓-2015

    • 著者名/発表者名
      VACHA Martin
    • 学会等名
      第60回高分子夏季大学
    • 発表場所
      朱鷺メッセ 新潟コンベンションセンター
    • 年月日
      2015-07-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Molecular-level study and control of conformation and photophysics in conjugated molecular complexes2015

    • 著者名/発表者名
      VACHA Martin
    • 学会等名
      11th International Conference on Optical Probes of Conjugated Polymers and Organic Nanostructures
    • 発表場所
      Hong Kong University of Science and Technology, Hong Kong
    • 年月日
      2015-06-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Spectroscopy of single conjugated polymer chains: electroluminescence, photoluminescence and mechanical control of photophysics2014

    • 著者名/発表者名
      M. Vacha
    • 学会等名
      8th Asian Photochemistry Conference APC 2014
    • 発表場所
      Kerala, India
    • 年月日
      2014-11-10 – 2014-11-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Single molecule spectroscopy: A window to the nanoworld of polymers and complex soft matter2014

    • 著者名/発表者名
      M. Vacha
    • 学会等名
      International Conference on Smart Systems Engineering 2014
    • 発表場所
      Yonezawa, Japan
    • 年月日
      2014-10-15 – 2014-10-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Single-molecule spectroscopy of conjugated polymers: photoluminescence, electroluminescence and mechanical control of photophysics.2014

    • 著者名/発表者名
      M. Vacha
    • 学会等名
      2014年光化学討論会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2014-10-11 – 2014-10-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Single molecule spectroscopy: A window to the nanoworld of polymers and complex soft matter2014

    • 著者名/発表者名
      M. Vacha
    • 学会等名
      日本分析学会第63年会
    • 発表場所
      広島大学
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Natural and artificial light-harvesting complexes studied by single-molecule spectroscopic techniques2014

    • 著者名/発表者名
      M. Vacha, S. Hirata, S. Furumaki, K. Katayama
    • 学会等名
      IUPAC Photochemistry Conference
    • 発表場所
      Bordeaux, France
    • 年月日
      2014-07-13 – 2014-07-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.op.titech.ac.jp/lab/vacha/index.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.op.titech.ac.jp/lab/vacha/index.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 高分子1本鎖からの電界発光を観測 ―高分子ELディスプレイや照明の高耐久性に寄与―

    • URL

      http://www.titech.ac.jp/news/2014/028383.html

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

URL: 

公開日: 2014-04-04   更新日: 2022-01-31  

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