2020 Fiscal Year Research-status Report
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20K05679
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| Research Institution | Gunma University |
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Principal Investigator |
浅野 素子 群馬大学, 大学院理工学府, 教授 (80201888)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 電荷移動励起状態 / フェナントロリン配位子 / 発光緩和過程 / 光機能性 / 励起構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
I価の銅錯体は光励起により、中心金属Cuから配位子への電荷移動励起状態を形成し、発光あるいは電子移動反応を起こす。また、銅は比較的安価で豊富に存在する。こうした背景にあって、I価の銅錯体は、光エネルギー変換素子として非常に注目されている。本研究では特に長寿命が期待されるフェナントロリンとジホスフィンを1つずつ配位子としてもつヘテロレプティック型Cu(I)錯体に着目し、それらの励起電子構造・スピン構造、および励起状態からの緩和と反応性について、高効率光エネルギー変換系の構築をめざし、配位子依存性の観点から、明らかにすることを目的とした。
本年度はフェナントロリン配位子における電子吸引基導入の効果について検討した。一連のCu（I）錯体の発光はりん光と遅延けい光との二重発光であるが、その発光・緩和の特性は、特に励起三重項からの輻射遷移速度に大きく支配されることがこれまでわかっている。発光の温度変化測定をもとに我々が独自で開発した解析方法によって励起三重項からの輻射遷移速度および励起一重項―三重項のエネルギーギャップを求めた。電子吸引基をフェントロリン部に導入した錯体において、輻射遷移速度の増加および励起一重項―三重項のエネルギーギャップの増加傾向が観測された。これまでフェナントロリンの配位子置換基のわずかな差異には発光緩和過程は比較的敏感ではなかったが、得られた結果は電子吸引性・供与性によって制御できることを示している。
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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
これまで、Cu（I）錯体の発光特性はフェナントロリン部の微細な置換基の違いにはあまり敏感ではなく、ジホスフィン配位子には敏感に影響を及ぼされるという事象が報告されてきた。これは励起状態が単なる金属―配位子間電荷移動遷移によるものだけではないことを示しているが、今回の結果では、フェナントロリン配位子の電子吸引性・供与性によって、励起状態を微細に制御できることが明らかとなった。
また、あらたに、励起三重項の比較的強い時間分解ESR信号を示す一連の銅（I）錯体群を見出した。これらについては現在解析中あるが、新たな展開が期待される。
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| Strategy for Future Research Activity |
電子吸引性によって発光過程が制御できることが明らかとなった。これをもとに電子供与基を持つ錯体についても実験を展開し、系統的に配位子置換基の電子吸引性と励起状態構造との関連を明らかにしていく。一方で、置換基の嵩高さが増すと無輻射遷移の増加につながり、発光収量の低下、短寿命化になり、励起状態の不活性化をまねく。反応性についても検討していく。一方で新たに比較的強い時間分解ESR信号を示す錯体群について解析を進め、その励起構造を明らかにしていく。
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| Causes of Carryover |
購入予定の機器のモデルチェンジがあり、価格帯が大きく変更になってしまった。他メーカー等の対応可能な機種を注意深く検討するため、購入は次年度以降とすることにした。本装置は初年度はほとんど立ち上げのみを予定していたため、実際の実験の進行には大きな支障はなかったが、その分、時間分解ESRの測定実験を先に進めた。
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[Journal Article] Open-Shell Singlet Diradicaloid Difluoreno[4,3-b:3′, 4′-d]furan and Its Radical Cation and Dianion2020
Author(s)
Sakura Mori, Motoko Akita, Shuichi Suzuki, Motoko S. Asano, Michihisa Murata, Tsuyoshi Akiyama , Taisuke Matsumoto, Chitoshi Kitamura, Shin-ichiro Kato
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Journal Title
Chem.Comm.
Volume: 56
Pages: 5881-5884
DOI
Peer Reviewed
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