励起状態でのダイナミクス制御に基づく高効率アップコンバージョン材料の開発
| Project/Area Number |
18J21140
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Research Field |
Functional solid state chemistry
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
佐々木 陽一 九州大学, 工学府, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2018-04-25 – 2021-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2020: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2019: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
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| Keywords | 三重項－三重項消滅 / フォトン・アップコンバージョン / 一重項－三重項遷移 / 近赤外光 / 金属錯体 / オプトジェネティクス / 金属有機構造体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
三重項－三重項消滅に基づくフォトン・アップコンバージョン (TTA-UC) は、低エネルギーの光子を高エネルギーの光子に変換する方法論である。本研究では一重項－三重項遷移 (S-T遷移) を示す Os 錯体を三重項増感剤として用いて、近赤外光から可視光への TTA-UC の高効率化を目指している。しかしながら、 S-T 遷移を示す Os 錯体は励起状態の寿命が短く、三重項エネルギー移動 (TET) を効率的に起こせないという問題がある。
一昨年度から昨年度にかけては、 Os 錯体に対し長寿命な励起状態を示すペリレンを連結させ、分子内 TET に基づく励起三重項 (T1) 状態の長寿命化を行った。その結果、有機溶媒中での励起状態の寿命が約120倍となった。しかし、連結後の錯体においてペリレン部位のりん光が確認され、 Os の重原子効果に由来するペリレン部位の励起状態の短寿命化が示唆された。
本年度は、色素連結型の Os 錯体を設計する上で重原子効果の制御が重要であるという考えの下、フェニレン架橋における置換位置の影響を評価した。ペリレンを導入するフェニレン架橋上の置換位置をパラ位からメタ位に変えたところ、錯体全体の励起状態が約3倍長寿命化した。この結果は、メタ位で連結した錯体の方が T1 状態のスピン密度に対する Os の電子密度の寄与が小さいという量子化学計算結果と対応しており、色素連結型の錯体における架橋構造の重要性が明らかとなった。以上の知見は、今後の長寿命な励起状態を示す三重項増感剤の設計に活かされ、フォトン・アップコンバージョンの更なる展開に資するものと期待される。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(29 results)
