2021 Fiscal Year Annual Research Report
Singlet Fission Materials by Engineering Inter-Exciton Vibronic Coupling
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19K05629
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
志津 功將 京都大学, 化学研究所, 助教 (10621138)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 速度定数 / 振電相互作用 / スピン軌道相互作用 / 内部転換 / 項間交差 / 有機EL / 熱活性型遅延蛍光 / 多重共鳴 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度までの研究によって、有機材料における内部転換（熱失活）の速度定数を定量的に予測できる理論手法を確立した。本年度は、この手法をさらに一般化して、(1)項間交差、蛍光、りん光の速度定数を定量的に予測できるよう拡張した。さらに、(2)本手法を用いて、多重共鳴構造を持つ熱活性型遅延蛍光材料の発光メカニズムを明らかにした。
(1) 前年度までに確立した速度定数計算手法を発展させ、項間交差、蛍光、りん光の速度定数を計算できるよう拡張した。本手法の妥当性を検証するため、ベンゾフェノンを例として、速度定数の計算結果を実験結果と比較した。その結果、本研究で開発した速度定数計算手法は、内部転換、項間交差、蛍光、りん光の速度定数を定量的に再現できることがわかった。さらに、光励起されたベンゾフェノンは、最低励起一重項状態(S1)から励起三重項状態(T2)を経由して、最低三重項状態(T1)に失活することが明らかになった。
(2) 拡張発展させた速度定数計算手法の応用範囲拡大を目的として、有機EL材料の研究に展開した。熱活性型遅延蛍光材料(DABNA-1) が持つ多重共鳴構造は、発光スペクトルの狭線化と発光効率の向上を同時に実現できるため、実用性の高い分子骨格として注目を集めている。しかしながら、その遅延蛍光メカニズムは未解明であった。本手法を用いて、DABNA-1の遅延蛍光に関わる全ての速度定数を計算することにより、その励起状態失活過程を調べたところ、DABNA-1の遅延蛍光は、高励起三重項状態T2を経由する多段階の過程(T1->T2->S1)により発現することが明らかになった。
以上のように、最終年度は励起子間の無輻射遷移速度定数計算手法を一般化して、あらゆる速度定数を計算できるよう拡張し、光機能性材料の特性予測を可能にする電子遷移速度理論を構築した。
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Research Products
(5 results)
