2022 Fiscal Year Annual Research Report
Investigation of energy and charge transfer dynamics in lanthanide complexes using electric-field modulated transient spectroscopy
| Project/Area Number |
21K14590
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
宮田 潔志 九州大学, 理学研究院, 准教授 (80808056)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 時間分解発光分光 / 希土類発光体 / 有機デバイス / エネルギー移動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
希土類発光体の学理追及のため、溶液中・固体中における発光性希土類錯体のエネルギー移動過程の理解と発光機能の増強ならびに電場印加用デバイスの作製と電場印加励起状態測定を実施した。中心金属としてEuならびにTbを利用した錯体発光体を研究対象として、配位子の依存性・溶媒依存性・溶液/固体の環境依存性・ホストゲスト膜におけるホストの種類及び濃度依存性など系統的に発光特性を調査した。Eu発光性錯体に関しては配位子からのエネルギーアクセプター準位としてこれまでに注目されていた5D0,5D1状態に加えて5D2準位も機能することを見出し、特に汎用的に利用されているhfa配位子からのエネルギーアクセプター準位として機能していることが明らかになった。Tb錯体では5D4準位がアクセプター準位及び発光準位として機能するため、配位子への逆エネルギー移動が生じることが知られていたが、発光強度だけでなく配位子からTbへのエネルギー移動の時定数変化の温度依存性を綿密に調べることで配位子選択的な逆エネルギー移動が生じていることを明らかにした。溶媒に重原子が含まれる場合に配位子から中心金属へのエネルギー移動が高速化することも定量することができ、配位子における項間交差がエネルギー移動量子収率を向上させるうえで重要であることを示せた。Eu錯体については、ホストゲスト膜をスピンコートで製膜したところ、Eu(hfa)3(TPPO)2をゲストとし、mT2Tをホストとした組み合わせにおいてホスト-ゲスト間のエネルギー移動が極めて効率的に生じることを見出し、これを利用して従来より発光効率が著しく向上した発光性薄膜を実現できた。さらに薄膜を電場印加するために電極を作製し、電場印加しながら時間分解分光ができるセットアップを構築し、試験的な測定には成功した。これらの成果は、現在論文投稿中/執筆中である。
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[Journal Article] Highly Fluorescent Bipyrrole‐Based Tetra‐BF2 Flag‐Hinge Chromophores: Achieving Multicolor and Circularly Polarized Luminescence2022
Author(s)
Luxia Cui, Hyuga Shinjo, Takafumi Ichiki, Koichi Deyama, Takunori Harada, Kohei Ishibashi, Takumi Ehara, Kiyoshi Miyata, Ken Onda, Yoshio Hisaeda, Toshikazu Ono
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Journal Title
Angewandte Chemie
Volume: 134
Pages: e202204358
DOI
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