2020 Fiscal Year Annual Research Report
Development and establishment of design principle of strong luminescent two-photon absorption dye
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18K05258
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| Research Institution | University of Yamanashi |
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Principal Investigator |
小川 和也 山梨大学, 大学院総合研究部, 准教授 (50335486)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | カルバゾール |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、光機能性有機材料が注目されており、有機EL材料、色素感太陽電池、非線形光学材料などに応用されている。単量体では発現しなくてもエチニレンでパイ共役系を拡張することによって、新たな光機能を発現することが期待される。本研究では、紫外部に強い発光を示すカルバゾールを連結させ環状にパイ共役系を拡げることによって発光材料の開発を目指した。また、機能性分子同士のパイ共役系を繋ぐことで従来にない新しい材料につながる化合物の合成をめざしている。
今年度は、紫外部に強発光を示すカルバゾールを用いてブタジインで連結したオリゴマーを合成した。直鎖状オリゴマーと環状オリゴマーを合成し、光特性を比較した。環状化効果が見られ、環状４量体で最も強い青色発光を示した。環形成によって通常もたらせられるパイ共役系の拡張による長波長シフト以外からのアプローチにより、DFT計算の結果と合わせて強発光材料を設計するうえでの新たな指針が得られた。またエレクトロクロミック材料のスペクトル変化をDFT計算から解明した。酸化反応に伴うスペクトル変化の原因は、1電子を失うことによりHOMO-LUMOエネルギーが減少し、それによって長波長シフトしたためと結論付けた。蛍光量子収率はカルバゾール直鎖四量体が１５％なのに対し、カルバゾール環状四量体は２４％と、１．５倍の値を示した。以上から強発光色素の合成に成功した。今後、二光子吸収特性の解明を目指す。
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