2019 Fiscal Year Research-status Report
構造制御した固体光アップコンバージョン材料の三重項励起子拡散異方性の解明
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17K05852
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
溝黒 登志子 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (90358101)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 光物性 / 構造・機能材料 / 複合材料・物性 / 光アップコンバージョン / 励起子拡散長 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、三重項-三重項消滅(TTA)過程を利用した光アップコンバージョン(UC)を示す分子固体材料へ、制御された方法で異方性を導入することにより、その異方性が三重項励起子の拡散距離に与える影響を解明する。異方性を持たせた励起子拡散が可能になれば、三重項励起子の密度の低下を防ぎながらその伝達が可能になり、UC効率の向上等に繋がる。このため、基板上に配列制御したUC発光体薄膜を作製する方法を開発するとともにその構造評価、UC発光特性を調べる。さらに電流励起型UC材料を作製してその発光特性を調べることで、電流注入による励起子拡散の異方性を評価することができると考えられ、この評価法の開発を行う。これらにより三重項励起子拡散長の異方性の解明を進める。
2017年度に膜厚方向に異方性を導入した発光体薄膜作製手法を開発しており、2018年度はこの発光体薄膜に増感剤としての役割を担う分子を混入することにより光励起UC材料薄膜を作製した。
2019年度は、配向した電流励起型UC材料候補となる複数の新規発光体の分子設計をし、合成した。これらの光学特性を評価したところ、いずれも蛍光量子収率が著しく低下することが判明した。したがって、別の発光部位を有する複数の新規発光体の分子設計を新たに行い、合成した。
また、当初予定にはなかった実績としては、これまで光UC特性に関する報告がない発光部位を有する低分子が、光励起UCの発光体としての役割を担うことを見い出した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
組織再編に伴う実験室の引越および引越先の環境整備工事の遅れにより、数か月間発光体の合成が全くできなかった。また、発光体の合成が当初想定以上に困難で、合成に時間を要した。さらに、新規発光体の光励起におけるアップコンバージョン(UC)特性を評価し、光物性に関する情報を蓄積したうえで、電流励起のUC特性評価を実施することとなった。
しかしながら、これまで光UC特性に関する報告が全くない発光部位を有する低分子が、光励起UCの発光体としての役割を担うことを見い出した。これは当初想定していなかった成果である。
以上の事由により、当初予定より進捗がやや遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
新規合成した発光体を用いて、膜厚方向に配向制御した発光体薄膜に増感剤を混入して作製した光UC材料薄膜の光UC特性を引き続き評価する。また、配向制御した発光体薄膜の電流励起型UC特性を、主に輝度-電流-電圧特性および過渡EL測定等を用いて詳細に評価する。これらの結果から、発光体分子の配向と三重項励起子拡散長との関係を調べる。
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| Causes of Carryover |
発光体の合成と同定に予想以上に時間を要したため、これらを用いた配向膜の作製と、配向制御した発光体薄膜のUC特性の評価ができなかった。次年度は合成した発光体の精製に要する費用、電流励起型UC特性評価に必要な物品費、増感剤購入費、薄膜のUC測定系構築に要する物品費などに充てる予定である。
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