ゼロ磁場ESRの分光的・電気的計測法の確立と有機デバイスの三重項ハーベスト研究
| Project/Area Number |
21K05011
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 32020:Functional solid state chemistry-related
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| Research Institution | Shizuoka Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
脇川 祐介 静岡理工科大学, 理工学部, 講師 (90708512)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
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| Keywords | 光検出磁気共鳴 / シングレットフィッション / 三重項ハーベスト / 三重項励起子 / 電流検出磁気共鳴 / 有機半導体 / 電荷再結合 |
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| Outline of Research at the Start |
低炭素社会の実現を背景に実用化が期待されている有機光電変換素子の開発において、三重項励起子の有効利用（三重項ハーベスト）が素子高性能化への鍵として注目されている。しかし、動作中の有機素子で（オペランド）、三重項ハーベストを確かめ、その反応機構を調べる有効な計測手段は確立されていない。そこで本研究では、ゼロ磁場における電子スピン共鳴法と発光・電流測定法を融合させることで、三重項ハーベストをオペランド観測する新しいスピン計測法を開発する。また、三重項ハーベストの支配因子である三重項励起子や電荷の衝突対のスピン挙動を詳細に解明し、三重項ハーベストを志向した分子・素子構造の開発に向けた指針を示す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
低炭素社会の実現を背景に実用化が期待されている有機光電変換素子の開発において、三重項励起子の有効利用（三重項ハーベスト）が素子高性能化への鍵として注目されている。しかし、動作中の有機電子デバイスにおいて（オペランド）、三重項ハーベストを確かめ、その反応機構を調べる有効な計測手段は確立されていない。そこで本研究では、ゼロ磁場における電子スピン共鳴法と発光・電流測定法を融合させることで、三重項ハーベストをオペランド観測する新しいスピン計測法を開発する。また、三重項ハーベストの支配因子である三重項励起子や電荷キャリアの衝突対の挙動を解明することで、その制御法の創出を目指す。
本年度は、昨年度確立したロ磁場付近の光検出磁気共鳴(ODMR)の測定を、ルブレンの三斜晶粉末に展開した。蛍光に対する磁場効果測定と密度行列を用いた理論計算による解析も合わせて実施した結果、シングレットフィッションの反応中間体である三重項励起子対は、結晶のb軸方向に対して一次元的に拡散していることを明らかになった。また、ルブレンの三斜晶粉末におけるシングレットフィッションでは、交換相互作用の大きさが異なる近距離対と長距離対が存在することがわかった。昨年度実施したテトラセン多結晶粉末のシングレットフィッションでは、長距離対のみで理解することが可能であり、ルブレン三斜晶粉末の系と異なっている。テトラセン多結晶粉末における長距離対の存在は、一重項励起子の非局在化の効果に起因すると考えられる。非局在化した一重項励起子から生じた三重項励起子対は、複数の分子にわたって分布することができ、長距離対を形成する。
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Report
(3 results)
Research Products
(10 results)
