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Preventing Mechanism of Luminescence of Photo-Functional Molecules: Theoretical Study

Research Project

Project/Area Number 16F16704
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field Physical chemistry
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

榊 茂好  京都大学, 福井謙一記念研究センター, 研究員 (20094013)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) REN XUEFENG  京都大学, 福井謙一記念研究センター, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2016-07-27 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Fiscal Year 2018: ¥200,000 (Direct Cost: ¥200,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2016: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywordsりん光 / 状態間交差 / 光化学 / 発光性錯体 / 白金錯体 / 光励起状態 / 機能性分子 / 反応経路探索 / 燐光 / 発光材料 / 反応経路 / 時間依存密度汎関数 / 無輻射遷移
Outline of Annual Research Achievements

発光性金属錯体の発光強度は三重項励起状態から一重項基底状態への発光の速度定数と項間交差の速度定数の比で特徴付けられる。発光の速度定数はスピン軌道相互作用を含めた遷移双極子モーメントから算出できるが、従来その理論計算は容易では無かった。我々は、本研究で、項間交差の速度論を以下のように求めた。状態間の無輻射失活はFermiのGolden ruleにより、状態間のエネルギー差が小さい領域で起こりやすい。そこで、三重項励起状態と一重項基底状態のエネルギーが等しくなるSeam Crossingの構造とエネルギーを算出することで項間交差の起こりやすい錯体と起こりにくい錯体の違いを定性的に議論することが可能になるはずである。この考えに基づいて、置換基の変更により大きく発光強度が変化する白金錯体を取り上げ、Seam Crossingの構造とエネルギーをDFT法で算出し、系間交差の容易さを評価し、その起源を明らかにした。具体的には、発光強度が小さい白金フェニルピリジン(ppy)・ジケトン錯体と・発光強度が強い白金チアゾルイリデン・ジケトン錯体を取り上げ、Seam CrossingをSingle Component Artificial Force Induced Reaction(SC-AFIR)法により探索した。ppy錯体はジケトン配位子が平面からずれた構造のSeam Crossingが低エネルギー領域に存在することにより容易に熱的に失活し発光性を失うのに対し、チアゾルイリデン錯体はエネルギー的に不利な配位子の歪みを伴うSeam Crossingしか存在せず、従って熱的な失活が起こりにくく、発光が強くなることがわかった。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2018 2017 2016 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] China Univ. Mining and Technology(中国)

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] The Effect of Electron-withdrawing Substitutions on Color Tuning of Pt(Ⅱ) Complexes: A Theoretical Study2018

    • Author(s)
      Guo-Jun Kang , Hai-Yan Cheng,Xue-Feng Ren, Ke Li, Jin-Feng Ma
    • Organizer
      The 2'nd International Conference on Materials Chemistry and Environmental Protection
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Computational Insights on the Mechanism of Photo-Deactivation of a Type of Pt (II) complexes2017

    • Author(s)
      Ren Xuefeng, Keiji Morokuma
    • Organizer
      分子科学討論会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] The Effect of Intramolecular Hydrogen Bonding on the Mechanism of Excited State Decay of Iridium(III) Cyclometalated Complexes2016

    • Author(s)
      Ren Xuefeng
    • Organizer
      第十回分子科学討論会2016
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2016-10-26
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] The Effect of Intramolecular Hydrogen Bonding on the Mechanism of Excited State Decay of Iridium(III) Cyclometalated Complexes2016

    • Author(s)
      Ren Xuefeng
    • Organizer
      JFS joint symposium on theoretical and computational science of complex system
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      2016-09-13
    • Related Report
      2016 Annual Research Report

URL: 

Published: 2016-07-28   Modified: 2024-03-26  

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