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三重項-三重項消滅による近赤外光から可視光へのアップコンバージョン分子システム

研究課題

研究課題/領域番号 15J03549
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 高分子・繊維材料
研究機関金沢大学 (2017)
九州大学 (2015-2016)

研究代表者

雨森 翔悟  金沢大学, 新学術創成研究機構, 助教

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2015年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードアップコンバージョン / 三重項-三重項消滅 / 近赤外光 / 三重項増感剤 / 太陽電池 / 光触媒 / 三重項三重項消滅 / 遅延蛍光 / 量子ドット / 三重項 / 有機金属錯体 / 自己集合 / 光線力学療法
研究実績の概要

三重項-三重項消滅を利用したフォトン・アップコンバージョン(TTA-UC)は、太陽光のような低強度の光を励起光として利用可能であるため、近年盛んに研究が行われている。実際に可視光から可視光へのTTA-UCに関してはこれまでに高効率な分子系が多数報告されている。一方で近赤外光から可視光へのTTA-UCは太陽電池の効率向上や光触媒等の応用上重要な波長域にもかかわらず、その報告例は少なく、また報告されているTTA-UC効率は依然として低いままである。そこで本研究では高効率な近赤外光から可視光へのTTA-UCを達成する分子系の構築を目的とした。本年度は上述の目的を達成するために、「低いエネルギー損失で有機物の三重項を増感可能な半導体ナノ粒子(CdSe/CdS, PbS)」と、「色素(アントラセンもしくはテトラセン)が整然と配列し、高速な三重項エネルギー移動が期待される多孔性配位高分子」との複合体を利用したTTA-UC系に関する研究を行った。半導体ナノ粒子による適用波長域の拡大(長波長化)と多孔性配位高分子によるTTA効率の向上を期待した。結果として、半導体ナノ粒子と多孔性配位高分子の複合化に成功し(HR-TEM、EDX元素マッピングにより確認)、可視光から可視光、近赤外光から可視光へのTTA-UCが達成された。本系は半導体ナノ粒子と多孔性配位高分子の複合体によるTTA-UCの初めての例である。半導体ナノ粒子の凝集等により高いTTA-UC効率は得られなかったが、半導体ナノ粒子と多孔性配位高分子の複合化後もそれぞれの有利な点が保持されていることが示唆されており、今後半導体ナノ粒子の分散性向上により高効率な近赤外光から可視光へのTTA-UCが期待される。なおこの研究成果は本年度にジャーナルに発表された(研究成果1)。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2018 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 謝辞記載あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件)

  • [国際共同研究] ケンブリッジ大学(英国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] ケンブリッジ大学(英国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Hybridizing semiconductor nanocrystals with metal?organic frameworks for visible and near-infrared photon upconversion2018

    • 著者名/発表者名
      Amemori Shogo、Gupta Rakesh Kumar、Bohm Marcus Leo、Xiao James、Huynh Uyen、Oyama Tomoki、Kaneko Kenji、Rao Akshay、Yanai Nobuhiro、Kimizuka Nobuo
    • 雑誌名

      Dalton Transactions

      巻: 印刷中 号: 26 ページ: 8590-8594

    • DOI

      10.1039/c7dt04794k

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Near Infrared-to-Visible Photon Upconversion Sensitized by a Metal Complex with Spin-Forbidden yet Strong S0-T1 Absorption2016

    • 著者名/発表者名
      Shogo Amemori, Yoichi Sasaki, Nobuhiro Yanai, and Nobuo Kimizuka
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 138 号: 28 ページ: 8702-8705

    • DOI

      10.1021/jacs.6b04692

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Triplet energy migration-based photon upconversion by amphiphilic molecular assemblies in aerated water2016

    • 著者名/発表者名
      Hironori Kouno, Taku Ogawa, Shogo Amemori, Prasenjit Mahato, Nobuhiro Yanai and Nobuo Kimizuka
    • 雑誌名

      Chem. Sci.

      巻: 7 号: 8 ページ: 5224-5229

    • DOI

      10.1039/c6sc01047d

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Metallonaphthalocyanines as triplet sensitizers for near-infrared photon upconversion beyond 850 nm2015

    • 著者名/発表者名
      Shogo Amemori, Nobuhiro Yanai, Nobuo Kimizuka
    • 雑誌名

      Physical Chemistry Chemical Physics

      巻: 17 号: 35 ページ: 22557-22560

    • DOI

      10.1039/c5cp02733k

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 強いスピン禁制遷移を有するOs錯体を利用した近赤外から可視光へのフォトン・アップコンバージョン2016

    • 著者名/発表者名
      雨森翔悟、楊井伸浩、君塚信夫
    • 学会等名
      第96回日本化学会春季年会
    • 発表場所
      同志社大学 (京都府、京田辺市)
    • 年月日
      2016-03-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] New Chromophore Systems for Near Infrared-to-Visible and Visible-to-UV Photon Upconversion2015

    • 著者名/発表者名
      Shogo Amemori, Nobuhiro Yanai, Duan Pengfei, Nobuo Kimizuka
    • 学会等名
      Pacifichem2015
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii (USA)
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] メタロナフタロシアニンをドナーとする近赤外-可視フォトン・アップコンバージョン2015

    • 著者名/発表者名
      雨森翔悟、楊井伸浩、君塚信夫
    • 学会等名
      光化学討論会2015
    • 発表場所
      大阪市立大学(大阪府、大阪市)
    • 年月日
      2015-09-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] NIR to Visible Photon Upconversion Based on Triplet Triplet Annihilation with Metallonaphthalocyanines Donors2015

    • 著者名/発表者名
      Shogo Amemori, Duan Pengfei, Nobuhiro Yanai, Nobuo Kimizuka
    • 学会等名
      12th International Symposium on Functional Pi-Electron Systems
    • 発表場所
      University of Washington (USA)
    • 年月日
      2015-07-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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