2021 Fiscal Year Annual Research Report
Near-White Light Emission from Organic-Inorganic Hybrid Based on Dinuclear Metal Complexes
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19K05635
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| Research Institution | Nippon Institute of Technology |
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Principal Investigator |
大澤 正久 日本工業大学, 基幹工学部, 教授 (80280717)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ハイブリッド材料 / 金(I)二核錯体 / 白色発光 / デュアル発光 / リン光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究計画調書に基づいた3年間の研究で「単分子で高効率な白色発光を示すｄ10金属ハイブリッド材料の合成」に成功し、ほぼ目的を達成した。以下、3年間で得られた2つの成果について述べる。
1）配位子を嵩高くして発光分子の励起状態での構造変化を抑制する
化学修飾して嵩高くしたリン二座配位子を用い金(I)二核ハイブリッド材料の合成を行うことで、量子効率をほぼ100％にまで向上させることに成功した。この結果は嵩高い配位子により励起状態での構造変化が抑制されたためと考えられる。また、この材料の精製過程で偶然混入した溶媒分子が発光色に大きく関与することを見出した。結晶中に取り込まれた溶媒分子が励起状態の構造を僅かに変化させることにより発光色を大きく変化させることが量子化学計算によって示唆された。例えば対称構造が溶媒分子の存在で非対称化すると発光が長波化するといった現象である。この知見から励起状態での僅かな構造変化で白色光（デュアル発光）が生じるのではないかと推論した。そこで嵩高い配位子で分子の全体の構造変化を抑制しつつ、補助配位子に“動ける部位”を導入することを計画した。
2）分子に“動ける部位”を導入した発光材料の合成
上述の結果を受け、1）で使用した嵩高いリン二座配位子を使用し、発光分子のハロゲン配位子の代わりに“動ける部位”アセトニトリル分子を導入したカチオン性発光材料を合成した。その結果、二つの発光極大(425、580 nm)を有したデュアル発光で量子効率44%、色度座標[the 1931 CIE (0.29, 0.32)]を示す金(I))二核ハイブリッド材料の合成に成功した。この発光材料は白色発光に溶媒分子のアシストは必要としない。また二つの発光は、励起状態の構造と発光遷移が異なる励起一重項状態、励起三重項状態、それぞれの状態からの発光と考えている。
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