2020 Fiscal Year Research-status Report
Highly Functionalization of Photofunctional Materials due to Exciton Fusion and Exciton Fission by aid of Effects of Plasmon and Magnetic Field
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20K05452
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| Research Institution | Sojo University |
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Principal Investigator |
米村 弘明 崇城大学, 工学部, 教授 (40220769)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 三重項－三重項消滅 / 光二量化 / 磁場効果 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
三重項－三重項消滅(TTA)を用いる光アップコンバージョン（PUC）（PUC-TTA）に対するプラズモンと磁場の相乗効果を行うために、最初に、TTAに基づくアントラセン（Ant）の光二量化とその反応に対する磁場効果を検討した。
光増感剤である白金またはパラジウムオクタエチルポルフィリン（PtOEP, PdOEP）‐Antのトルエンとベンゾニトリル溶液をFreeze-pump-thaw-cycleで脱気後、アルゴン置換してサンプル溶液を調整した。サンプル溶液を電磁石中に置き、温度一定で外部磁場を変化させながら、CW DPSSレーザー(532 nm)を用いて吸収スペクトルの時間変化を測定した。さらに、光照射前後での溶液成分についてプロトンNMR（JEOL ECS400（400MHz））によって評価した。光増感剤としてPtOEPまたはPdOEPを添加する事で、Antに吸収がない可視光（532 nm）の照射によって、光照射時間に伴いAntに帰属される吸収が減少することを観測した。可視光照射によって、PtOEPの励起三重項（3PtOEP*）からAntにエネルギー移動が起こりAnt励起三重項（3Ant*）が生成し、3Ant*同士のTTAを経てAntの光二量化反応が進行している事が示唆される。NMRスペクトルによって、光照射に伴うAntの芳香環プロトンの変化によって光二量化反応が起こっている事を確認した。次に、TTAに基づく光二量化反応に対する磁場効果を検討した。磁場印加（0.5 T）と無印加（0.0 T）における光二量化反応速度を比較した。磁場印加した場合の速度定数が無印加の場合のものより小さくなり、磁場印加によって、Antの光二量化が抑制されてる事がわかった。この磁場効果は、PUC-TTAに対する通常の磁場効果と同様に、TTA過程で生じるT-T対に対する磁場効果と考えられた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
三重項－三重項消滅（TTA）を活用したアントラセンの光二量化反応に対する磁場効果を検討した。NMRスペクトルによって、可視光励起によるTTAに基づいたアントラセンの光二量体を確認した。また、アントラセンに帰属される吸収スペクトルの変化が磁場を印加すると抑制された。
従って、磁場によってTTAに基づいたアントラセンの光二量化が抑制される磁場効果の観測に成功した。言い換えれば、TTAを経由するPUCを経る光反応に及ぼす磁場効果を初めて観測した。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は三重項－三重項消滅（TTA）を活用したアントラセンの光二量化反応に及ぼすプラズモンの効果とプラズモンと磁場の相乗効果について検討する。また、TTAによる光アップコンバージョン（PUC）に対するプラズモンと磁場の相乗効果との相関性について検討を行う予定である。
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