Breakdown of the Quantum Spin Statistical Limit in Triplet Fusion

• Project/Area Number: 23K17901
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 32:Physical chemistry, functional solid state chemistry, and related fields
• Research Institution: Niigata University
• Principal Investigator: 生駒 忠昭 新潟大学, 自然科学系, 教授 (10212804)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 俣野 善博 新潟大学, 自然科学系, 教授 (40231592) ; 大鳥 範和 新潟大学, 自然科学系, 教授 (20272859)
• Project Period (FY): 2023-06-30 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000); Fiscal Year 2025: ¥130,000 (Direct Cost: ¥100,000、Indirect Cost: ¥30,000); Fiscal Year 2024: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2023: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: 三重項励起子対 / 電子交換 / スピンダイナミクス / 三重項エネルギー移動 / 分子拡散

Outline of Research at the Start

本研究では、反応収率の理論限界を超える三重項融合の開拓に挑戦する。具体的には、アントラセン誘導体の三重項融合における反応収率と活性錯合体の量子スピン統計との関係を明らかにする。そして、統計理論が破綻する反応条件が見出し、破綻の理由を解明する。化学反応の前後で保存される角運動量は反応を理解する上で重要な基準線の役割を果たしている。一方で、三重項融合における角運動量保存則は、反応量子収率に量子スピン統計で決まる上限（約11%）を設けている。“量子スピン統計極限の破れ”という本研究構想は、統計理論に制限されない三重項融合を意味しており、量子スピン動力学を利用した100%融合に挑戦する。