Development of organic molecular crystalline materials showing asymmetric and highly efficient circularly polarized luminescence emission
| Project/Area Number |
19K22180
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 33:Organic chemistry and related fields
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
Sato Sota 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 特任教授 (40401129)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
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| Keywords | 円偏光発光 / 大環状芳香族分子 / キラリティ / 超分子集積 / 光学物性 |
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| Outline of Research at the Start |
申請者は，「sp2炭素ネットワークが湾曲した同一曲面上に載った環状のキラルな芳香族分子」という分子構造が良好な円偏光発光の鍵であることを2017年に発見した．本研究は，より優れた円偏光発光分子の開発を行うと共に，超分子集積効果による光学特性の向上をめざす．特に，分子性材料であることの特徴を最大限に引き出すため，結晶性集積固体の構築による特性向上を検討し，精緻な超分子集積構造と光学物性との相関を分子レベルで明らかにする．
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| Outline of Final Research Achievements |
According to the molecular design guideline of "chiral cylindrical aromatic molecule in which the curved π-conjugated system created by the sp2 carbon network is mounted on the same curved surface", the chiral optical properties was controlled mainly by the molecular diameter as the controlling factor. We also succeeded in preparing a crystalline solid and analyzing the single crystal X-ray structure of the supramolecular accumulation of chiral tubular aromatic molecules. Taking into consideration the molecular packing structures and the orientation of the molecules, the crystal was laser-processed into flakes, and the artifacts were removed with a specialized spectrometer capable of measuring the optical properties of chiral solids, and chiral optical properties were measured. From these experimental results, we were able to obtain design guidelines for molecules with high-performance chiral optical properties and their supramolecular integrated solids.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
良好なキラル光学特性、すなわち、左右円偏光の偏りが大きく、かつ吸収・発光の効率が高い分子は、高性能な光学デバイスへの活用を念頭に熱心に開発されてきている。しかし、その分子設計の指針が無く、超分子固体として集積した際の光学特性の変化に関する基礎的知見が無く、どのようにしたら実現できるのか、という大きな課題があった。本研究では、独自にみいだした分子設計指針によって、この問に答える成果を上げることができた。分子が異方的に並ぶ結晶性固体に独特な問題を解決する結晶方位の決定と、方位に従った結晶加工法を新たに開発し、固体に対するキラル光学特性を実測するワークフローを確立することができた。
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Report
(4 results)
Research Products
(66 results)
