2020 Fiscal Year Annual Research Report
Material Design based on Dynamic Excition and their Applications
| Project Area | Dynamic Exciton: Emerging Science and Innovation |
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| Project/Area Number |
20H05840
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
梶 弘典 京都大学, 化学研究所, 教授 (30263148)
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| Project Period (FY) |
2020-11-19 – 2025-03-31
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| Keywords | 動的エキシトン / 分子設計 / 逆項間交差 / スピン軌道相互作用 / フェルミの黄金律 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1) 本研究では、熱活性化遅延蛍光(TADF)材料の高性能化を進めた。この発光過程においては逆項間交差(RISC)が律速となっており、高輝度域での効率向上や素子寿命向上の観点から、その高速化が求められている。我々は、RISCを高速化するためのtFFOと名付けた新たな分子設計指針を提案し、実際に10^6 s^-1レベル、さらには発表当時世界最速の10^7 s^-1の超高速RISCを実現した(Nat. Photon., 14, 643 (2020); Front. Chem., 8, 530 (2020))。
2) さらにTADFに関し、国内共同研究(Jpn. J. Appl. Phys., 60, 040902 (2021) Published online: Mar. 2021)、英国、ドイツとの共同研究(Mater. Adv., 1, 2862 (2020))へと発展させることができた。
3) 本研究では一重項分裂(SF)への拡張も視野に入れている。今年度は、量子化学に基づき、SFに関する基礎的理解を深めた(Bull. Chem. Soc. Jpn., 93, 1305 (2020); J. Phys. Chem. A, 124, 3641-3651 (2020); ACS Omega, 6, 2638 (2021) Published: Feb. 2021)。
4)梶がこれまで構築してきた「TADF分子設計・スクリーニング計算法」を本学術変革領域メンバー全員に共有化し、共同研究を始めた。今堀、佐伯、作田グループとはTADF分子設計、デバイス化に関し、小堀、鈴木、山方グループとはESR、NMR、高速可視紫外分光によるTADF分子の精密解析を進めた。一部、結果が出始めている (ChemPlusChem, 86, 130 (2021) Published: Jan. 2021)。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
C, H, Nのみからなる有機分子において、逆項間交差(RISC)は従来は、起こりえないと考えられていたが、最近、可能となり始めている。さらに現在、RISCの高速化はデバイスの高効率化、長寿命化の観点から非常に重要な研究テーマとなっている。本年度は新たな分子設計指針により、10^7 s^-1という世界最速のRISCを実現した点、計画以上の進展と言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在のところ、計画変更を余儀なくされる問題点等は現れていない。当初の計画通りに推進していく予定である。
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[Journal Article] Exploring the capability of mayenite (12CaO・7Al2O3) as hydrogen storage material2021
Author(s)
Visbal, H., Omura, T., Nagashima, K., Itoh, T., Ohwaki, T., Imai, H., Ishigaki, T., Maeno, A., Suzuki, K., Kaji, H. and Hirao, K.
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Journal Title
Sci. Rep.
Volume: 11
Pages: 6278
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Thiophene-Fused Naphthodiphospholes: Modulation of the Structural and Electronic Properties of Polycyclic Aromatics by Precise Fusion of Heteroles2021
Author(s)
Ishida, K., Higashino, T., Wada, Y., Kaji, H., Saeki, A. and Imahori, H.
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Journal Title
ChemPlusChem
Volume: 86
Pages: 130-136
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Lamellar Structure in Alanine-Glycine Copolypeptides Studied by Solid-State NMR Spectroscopy: A Model for the Crystalline Domain of Bombyx mori Silk Fibroin in Silk II Form2020
Author(s)
Asakura, T., Aoki, A., Komatsu, K., Ito, C., Suzuki, I., Naito, A. and Kaji, H.
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Journal Title
Biomacromolecules
Volume: 21
Pages: 3102-3111
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Identification of Prime Factors to Maximize the Photocatalytic Hydrogen Evolution of Covalent Organic Frameworks2020
Author(s)
Ghosh, S., Nakada, A., Springer, M., Kawaguchi, T., Suzuki, K., Kaji, H., Baburin, I., Kuc, A., Heine, T., Suzuki, H., Abe, R. and Seki, S.
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Journal Title
J. Am. Chem. Soc.
Volume: 142
Pages: 9752-9762
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Thermally Activated Delayed Fluorescence Benzyl Cellulose Derivatives for Nondoped Organic Light-Emitting Diodes2020
Author(s)
Shibano, M., Ochiai, H., Suzuki, K., Kamitakahara, H., Kaji, H. and Takano, T.
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Journal Title
Macromolecules
Volume: 53
Pages: 2864-2873
DOI
Peer Reviewed
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