2022 Fiscal Year Annual Research Report
Electrochemical control of excitation states of luminescent lanthanide compounds
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20K05641
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
中村 一希 千葉大学, 大学院工学研究院, 准教授 (00554320)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 発光性希土類錯体 / エレクトロクロミズム / エレクトロフルオロクロミズム / 電気化学発光 / 励起エネルギー移動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
希土類発光体は優れた発光性を有するものの，有機分子や遷移金属錯体のような外部刺激によるダイナミックな発光制御は困難であった。本研究では，電気化学反応活性な物質と希土類化合物を種々複合化させ，電気化学反応によって誘起される物質間の電子移動，励起エネルギー移動，ダウンコンバージョン，アップコンバージョンなどの光物理過程を用いることで，これまで困難であった希土類イオン励起状態の可逆的な形成や制御を目指す。
そのための具体的な手法として，①希土類錯体のエレクトロフルオロクロミズム（電気化学的発光色制御），②希土類錯体のエレクトロケミルミネッセンス（電気化学発光）の2つの観点から，希土類化合物励起状態の可逆制御の検討を進めた。
その結果，①に関しては，希土類イオンの1種であり，3価のEu(III)と2価のEu(II)の状態をとるユーロピウムEu錯体の発光性の電気化学的制御を試みた。無機発光体中ユーロピウムはEu(III)の赤色発光もしくはEu(II)の青色発光を示すことが知られているが，錯体状態で溶液中ではEu(II)の状態は不安定であり通常は発光が得られず，その発光性を可逆に切り替えることは非常に困難であった。本研究では，各種ポリエーテル電解質を用いて，ベータジケトン型Eu錯体として初めて溶液中の酸化還元反応によるエレクトロフルオロクロミズムを実現した。
②に関しては，酸化還元を示すポリピリジン型配位子を有するEu(III)錯体の電気化学特性の評価を行い，2電極型の電気化学発光素子を作製した。同2極素子にEu(III)錯体が酸化還元を示す交流矩形波電圧を印加すると，配位子の酸化還元をトリガーとしてEu(III)イオンからの赤色の電気化学発光が明瞭に観測された。詳細な検討によって，酸化還元を示す配位子とEu(III)錯体からの電気化学発光との関係を明らかとした。
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Research Products
(16 results)
