2020 Fiscal Year Research-status Report
発光性Cu(I)錯体における励起状態の電子・スピン構造の解明と光機能の創出
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17K05801
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| Research Institution | Gunma University |
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Principal Investigator |
浅野 素子 群馬大学, 大学院理工学府, 教授 (80201888)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 電荷移動励起状態 / ジホスフィン配位子 / 励起構造 / 時間分解ESR / 発光強度 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Ⅰ価の銅錯体は古くから知られていたが、近年、リンで結合するホスフィン配位子を用いることによって、安定かつ強発光の錯体を形成することが明らかになって以来、安価で豊富な光エネルギー変換素子として、急激に注目を集めるようになった。本研究では、遅延けい光とりん光が競争するCu(I)錯体の発光のメカニズムを明らかにするため、励起構造の解明を行うとともに、錯体の光機能創出のための設計指針を導くことを目指した。
これまで、本研究では、発光収量と寿命の比の温度変化から、励起状態の励起構造に関し、励起一重項―三重項エネルギー差および励起三重項からの輻射遷移速度を求める方法を考案した。さらに、この方法が銅錯体に限らず、広く適用できることを示してきた。しかし、昨年度、一部の発光収量が高い錯体で、近似が十分成り立っているのかどうかを検討すべき錯体がでてきた。これについて、再測定を行った結果、近似は適用できるものの、励起三重項からの輻射遷移速度の算出については精度がやや低くなることがわかった。一方、励起一重項―三重項エネルギー差については、これまで扱ってきた錯体と同様ある程度の精度で求められることが明らかとなった。励起三重項からの輻射遷移速度が大きい錯体では、金属－配位子間電荷移動遷移の寄与が大きいと考えられる。これらの錯体では、構造的要因も含め、無輻射遷移を抑制することにより、高い発光強度が室温でも達成されることがわかった。すなわち、最低励起状態における金属－配位子間電荷移動遷移以外の配位子の関わる遷移の寄与の抑制と構造的要因による振動モードの抑制が高発光性錯体の設計には重要と考えられる。
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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
年度当初に計画した実験は、昨年末に故障した装置も復旧し、計画通り進めることができた。この結果をもとに、本研究で考案した励起構造の解析方法については広く適用できることが明らかになる一方で、三重項からの輻射遷移速度が大きな場合にはやや精度が落ちることがわかった。しかし、得られた実験およびその解析結果から、高い発光強度をもたらす錯体の設計上の指針について、重要な知見がえられた。ただし、結果をまとめるにあたり、論文発表が遅れている。これについては次年度、最優先して対応したい。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまで得られた結果をまとめていく。特に、系統的な実験と解析により、室温付近の発光特性が、一重項―三重項エネルギー差と、励起三重項からの輻射緩和速度の両者に大きく支配されることが明らかとなった。その結果、発光機能の向上のためには最低励起三重項状態における金属－配位子間電荷移動遷移の寄与の向上と、無輻射遷移の抑制が重要であることが示唆された。これらに基づき、光機能創出という観点にたち、錯体設計について指針をまとめる。
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| Causes of Carryover |
購入金額の値引き率の関係でわずかな差額が生じた。次年度に消耗品購入に有効に使わせていただく予定である。
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[Journal Article] Open-Shell Singlet Diradicaloid Difluoreno[4,3-b:3′, 4′-d]furan and Its Radical Cation and Dianion2020
Author(s)
Sakura Mori, Motoko Akita, Shuichi Suzuki, Motoko S. Asano, Michihisa Murata, Tsuyoshi Akiyama , Taisuke Matsumoto, Chitoshi Kitamura, Shin-ichiro Kato
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Journal Title
Chem.Comm.
Volume: 56
Pages: 5881-5884
DOI
Peer Reviewed
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