| 研究課題/領域番号 |
14J04505
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 国内 |
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| 研究分野 |
物理化学
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
伊藤 聡一 大阪大学, 基礎工学研究科, 特別研究員(DC1)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-25 – 2017-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2016年度)
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| 配分額 *注記 |
3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
2016年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2015年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2014年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
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| キーワード | シングレットフィッション / 励起状態 / 分子集合系 / 分子間相互作用 / 量子ダイナミクス / 一重項開殻 / 太陽電池 / 量子化学 / 電子カップリング / 振電カップリング / 有機太陽電池 / ジラジカル / 分子設計 |
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| 研究実績の概要 |
シングレットフィッション(singlet fission, 以下SF)は、分集合体中で起きる、光励起状態における過程の一種である。そこでは、可視/紫外光によって励起された分子(一重項励起子)が近くの基底状態にある分子と相互作用することにより、それら二分子ともが三重項励起子(三重項対状態)となる。この、一つの励起子から二つの励起子を生成する過程を生かして、有機太陽電池の光電変換効率の向上が期待されている。
平成26年度より継続して本研究を行い、高効率なSF実現の為の理論設計指針を構築してきた。ここには、(i) 分子レベルでの一重項/三重項対のエネルギー準位が適合する分子の設計、(ii) 分子間の電子相互作用の分子配向や橋(後述)の設計、(iii) 振電カップリングの設計、などが含まれる。これらの複合的な作用によって全体のSFダイナミクスが決まる。平成28年度の研究では、特に(ii)電子相互作用に関する研究において、分子内と分子間SFのそれぞれについて進展があった。前者では複数架橋体へと拡張を行い、エネルギー準位の系統的な設計に成功した。後者では、新規なクラスの物質系(パンケーキ結合系)のSFへの高いポテンシャルを示した。これはSFの物質科学領域を大きく広げるものと期待される。ダイナミクスに関しては、マスター方程式を用いた量子ダイナミクスを行うことでSFへの電子・振電カップリングの与える影響を実時間シミュレーションすることで明らかにした。また、昨年度の研究報告書において報告した、縮環炭化水素の芳香環・立体障害によるねじれの導入による新規SF分子の設計、量子干渉効果を用いた分子内SFの設計については28年度に論文としてそれぞれ出版した。
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| 現在までの達成度 (段落) |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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