2016 Fiscal Year Annual Research Report
高効率シングレットフィッション化合物の創出と励起子分裂の機構解明
Publicly Offered Research
| Project Area | Application of Cooperative-Excitation into Innovative Molecular Systems with High-Order Photo-functions |
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| Project/Area Number |
15H01086
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
久保 孝史 大阪大学, 理学研究科, 教授 (60324745)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | シングレットフィッション / 太陽電池 / 一重項ビラジカル / 芳香族化合物 / 三重項励起子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、効率よくシングレットフィッション（SF）が起きる物質を開発し、それを用いて有機薄膜太陽電池の光電変換効率向上を目指すことを最終目標としているが、SFクロモファーとして電子雲が分極しやすいビラジカロイド（一重項ビラジカル種）を用いることを最大の特徴としている。。
ビラジカロイド型クムレンのtBu誘導体の合成を行った。数十マイクロメートルサイズの均一な微結晶を育てることができたため、透過型顕微分光法による過渡吸収測定および蛍光寿命測定を実施した。嵩高いtBu基の導入によってエキシマ形成といった会合挙動を阻害することができたが、その蛍光強度は非常に弱く、また励起子分裂等の緩和過程は観測されなかった。時間分解過渡吸収スペクトル測定の結果について量子化学計算によって考察したところHOMO-LUMO遷移に相当する励起状態近傍に存在する禁制遷移状態（ダークステート）への内部緩和が起きていることが明らかとなった。
ビスフェナレニル型分子については、各種誘導体（R = Bu, tBu, Ph）の合成法を確立し、結晶構造と光学的性質の関係を明らかにした。無置換体は結晶中でのダイマー対構造に由来するエキシマ形成によるS1の低下がSFを妨げる要因とされていたが、異なる積層様式であってもSFは起こらなかった。一方、光学密度を上げた状態（2 mW）での測定においては、高励起状態からT1への遷移が観測された（右図）。また、SFとは異なる現象として、三重項増感剤を含む溶液において2はphoton upconversionを示すことも明らかとなった。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Synthesis, crystal structure, and photophysical properties of 2,9-disubstituted peropyrene derivatives2017
Author(s)
K. Uchida, T. Kubo, D. Yamanaka, A. Furube, H. Matsuzaki, R. Nishii, Y. Sakagami, A. Abulikemu, K. Kamada
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Journal Title
Can. J. Chem.
Volume: 95
Pages: 432-444
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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