Enhanced Circularly Polarized Luminescence of Single Molecular Layers
| Project/Area Number |
22KF0260
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| Project/Area Number (Other) |
21F21336 (2021-2022)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2023)
Single-year Grants (2021-2022) |
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| Section | 外国 |
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| Review Section |
Basic Section 35030:Organic functional materials-related
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
河合 壯 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (40221197)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
REINE DIAZ PABLO 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2023-03-08 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Fiscal Year 2023: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2021: ¥400,000 (Direct Cost: ¥400,000)
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| Keywords | 円偏光発光 / 希土類錯体 / キラル / 自己組織化 / 蛍光 / 結晶 |
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| Outline of Research at the Start |
キラルな分子の合成や評価は、製薬化学の中心課題であるばかりでなく、ぎらつきの小さい室内照明の実現など、次世代の電子デバイスの基盤となります。本研究ではこのような次世代照明を志向した円偏光発光材料の学理開拓を目指します。強円偏光発光性分子や錯体について計算と合成を進め基板上への固定化と強発光性を両立する分子設計を検討します。光学計測に関する海外研究チームとの共同研究を実施します。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では次世代照明を志向した円偏光発光材料の学理開拓を目指す。有機分子の円偏光発光（CPL）を制御することは将来のセンサーや表示
デバイスの高効率化や高度な量子暗号通信などの新機能の実現のため重要とされている。有機分子のCPL特性を増強する研究が進められてきた
ものの、分子ごとの構造多様性や背向に対して極めて大きな依存性を有することから、その全容解明に向けた検討が進められてきた。本研究で
は有機発光分子のCPLが観測方位にきわめて大きな依存性を有することに着目し、これを制御することで、増強されたCPL発光の実現を目指して
いる。今年度は固体表面への固定を想定した希土類かご状錯体の開発を展開し、固定的なキラル源の存在しない錯体構造系で自己組織的にキラリティが発現するコングロメレート系やラセミ系が介在するキラル多型試料の円偏向発光とキラルメモリ性を明らかにした。得られた結晶性試料[(４デルタ)- あるいは４ラムダ) Eu6(TTP)8 (OH2)6Na4]nは配位高分子型の結晶構造を有しており、一方、 ビピリジン存在下で形成されるラセミ結晶(２デルタ)-/(２ラムダ)-Eu4(TTP)4(bipy)4(MEK)2(OH2)2は４核テトラヘドラル構造を示した。前者では[EuIII6(TTP)8(OH2)6Na4]n がNa＋
+イオンによって安定化を受けていることが見いだされた。いずれもEu（III)イオンに特徴的な(5D0- 7FJ, J = 0-4) に相当する電子遷移発光を示した。興味深いことに[(４ラムダ)- あるいは (４デルタ) Eu6(TTP)8 (OH2)6Na4]nを溶媒中に分散しても安定にキラル構造が保持されており、明瞭な円偏光発光の観測に成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初予定していた希土類錯体のクラスター構造の構築とその円偏光発光観測に成功している。さらに興味深いキラルメモリ性についても観察に成功しており、このことは固体表面への展開において大きな優位性を提供するものと期待される。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後、これまで得られた円偏光発光性の自己組織材料の構造同定や発光特性評価を進めるとともに円偏光発光特性と構造との相関についてその学理の解明を進める。さらに固体表面への固定や吸着を検討する。簡便にはスピンコート法や溶液浸漬吸着法あるいは交互積層法などが考えられる。このためには石英などの無蛍光性基状に足場となる疎水性単分子膜層を基板上に形成するなど、基盤と発光分子とのマッチングを図る。高感度円偏光蛍光観察、円偏光蛍光のデータ解析の3項目について引き続き取り組む
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Report
(2 results)
Research Products
(3 results)
