Elucidation of detailed mechanism of exciton fusion and development of new materials using spin chemistry

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H02670
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 32010:Fundamental physical chemistry-related
• Research Institution: Saitama University
• Principal Investigator: Wakasa Masanobu 埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (40202410)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 矢後 友暁 埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (30451735) ; 関根 あき子 東京工業大学, 理学院, 助教 (40226650) ; 加藤 隆二 日本大学, 工学部, 教授 (60204509)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: スピン化学 / 磁場効果 / 励起子融合 / トリプレットフュージョン

Outline of Final Research Achievements

Magnetic field effects (MFEs) on triplet pair generated by singlet-triplet excitation in crystalline 9,10-diphenylanthracene (DPA) were studied by steady-state fluorescence measurements under ultra-high magnetic fields up to 30 T and by time-resolved fluorescence measurements under high magnetic fields up to 10 T. The observed MFEs of triplet fusion were analyzed by using the stochastic Liouville equation and the excellent agreements between the observed and simulated MFEs were reported.

Free Research Field

物理化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

三重項励起子融合 (Triplet Fusion)では，可視光を利用して紫外光を発生できるので，機能性材料への応用を目指して，国内外で近年非常に注目されている。しかし，これまでに知られているTriplet Fusion分子は，種類が限られるうえ，メカニズムも十分に解明されているとは言い難い。そこで本研究では，30テスラまでの超強磁場下でTriplet Fusion過程の磁場効果を測定し，スピンダイナミクス，励起子ダイナミクスに注目して解析を行い，実験・理論の両面からTriplet Fusionのメカニズム解明を行った。これらは学術的意義が高いうえ，光電変換プロセスとしては社会的意義もある。