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希土類クラスターにおけるエネルギー移動による光機能の増幅

研究課題

研究課題/領域番号 16J01305
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 機能物性化学
研究機関北海道大学

研究代表者

大曲 駿  北海道大学, 大学院総合化学院, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2016-04-22 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
2017年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2016年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワード希土類 / クラスター / 配位高分子 / エネルギー移動 / スピン軌道相互作用 / 光化学 / 錯体
研究実績の概要

本研究の目的は希土類クラスター錯体において希土類間エネルギー移動を用いた希土類の強発光化である。本年度ではこれを実現するために、I.同種希土類間エネルギー移動の影響、およびII.希土類による配位子中の光化学過程への本質的な影響を検討した。
I. Yb(III)配位高分子における物性の理論計算
濃度消光とは発光中心の濃度増大に伴って発光効率が低下する現象であり、多くの発光材料で報告されてきた。Yb(III)配位高分子における濃度消光メカニズムを明らかにするために、Yb(III)配位高分子の発行寿命の理論計算を行った。その結果、最も実験結果と一致した計算モデルは、高純度希土類化合物でのみ検出される弱いメカニズムであることを明らかにした。このことは、希土類間エネルギー移動を希土類錯体で用いることの合理性を示しており、本研究の目的を達成する上で重要な知見となった。
II. Yb-Gd/Yb-Luクラスターにおけるスピン軌道相互作用
スピン軌道相互作用は希土類錯体における配位子から希土類へのエネルギー移動効率を増大させる上で重要な役割を果たしている。Yb-GdまたはYb-Luを混合したクラスター錯体を合成し、スピン軌道相互作用に起因した物性を測定したところ、強いスピン軌道相互作用が必ずしも配位子から希土類へのエネルギー移動効率を増大させるとは限らないことを明らかにした。このことは、本研究の目的を達成する上で考慮すべき事項であり、希土類錯体全般においても重要な知見となった。

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Origin of Concentration Quenching in Ytterbium Coordination Polymers: Phonon-Assisted Energy Transfer2017

    • 著者名/発表者名
      Omagari Shun、Nakanishi Takayuki、Hirai Yuichi、Kitagawa Yuichi、Seki Tomohiro、Fushimi Koji、Ito Hajime、Hasegawa Yasuchika
    • 雑誌名

      Eur. J. Inorg. Chem.

      巻: 2018 号: 5 ページ: 545-545

    • DOI

      10.1002/ejic.201701396

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of Ion-Conductive and Vapoluminescent Porous Coordination Polymers Composed of Ruthenium(II) Metalloligand2017

    • 著者名/発表者名
      A. Watanabe, A. Kobayashi, E. Saitoh, Y. Nagao, S. Omagari, T. Nakanishi, Y. Hasegawa, W. M. Sameera, M. Yoshida and M. Kato
    • 雑誌名

      Inorg. Chem.

      巻: 56 号: 5 ページ: 3005-3013

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.6b03123

    • 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] Critical Role of Energy Transfer Between Terbium Ions for Suppression of Back Energy Transfer in Nonanuclear Terbium Clusters2016

    • 著者名/発表者名
      S. Omagari, T. Nakanishi, T. Seki, Y. Kitagawa, K. Fushimi, H. Ito, Y. Hasegawa
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 6 号: 1

    • DOI

      10.1038/srep37008

    • 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 / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Molecular Design for Improving Photoluminescence Efficiency in Lanthanide Complexes2017

    • 著者名/発表者名
      S. Omagari, Y. Hasegawa
    • 学会等名
      9th HOPE Meeting
    • 発表場所
      東京国際フォーラム(東京千代田区)
    • 年月日
      2017-02-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mechanism Elucidation and Suppression of Back Energy Transfer in Nonanuclear Tb3+ Clusters2017

    • 著者名/発表者名
      Shun Omagari, Takayuki Nakanishi, Yuichi Kitagawa, Koji Fushimi, Yasuchika Hasegawa
    • 学会等名
      Nagoya Univ.-Tsinghua Univ.-Toyota Motor Corp.-Hokkaido Univ. Joint Symposium
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] テルビウムクラスターにおけるエネルギー移動と発光特性2017

    • 著者名/発表者名
      大曲駿,中西貴之,北川裕一,伏見公志,長谷川靖哉
    • 学会等名
      錯体化学若手の会夏の学校2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 九核希土類クラスターにおけるエネルギー移動と発光特性に関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      大曲駿,中西貴之,北川裕一,伏見公志,長谷川靖哉
    • 学会等名
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Concentration quenching mechanism of Ytterbium(III) coordination polymer2017

    • 著者名/発表者名
      Shun Omagari, Takayuki Nakanishi, Yuichi Kitagawa, Koji Fushimi, Yasuchika Hasegawa
    • 学会等名
      錯体化学会第67回討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Energy Transfer and Luminescence Properties of Nonanuclear Rare-Earth Clusters including Terbium and Gadolinium2017

    • 著者名/発表者名
      大曲駿,中西貴之,北川裕一,伏見公志,長谷川靖哉
    • 学会等名
      2017年応用物理学会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Dependency of Spin of Lanthanide Electrons on Ligand Emission in Lanthanide Clusters2016

    • 著者名/発表者名
      大曲駿,中西貴之,北川裕一,伏見公志,長谷川靖哉
    • 学会等名
      2016年光化学討論会
    • 発表場所
      東京大学駒場第一キャンパス(東京都目黒区)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Excited State Dynamics of Nonanuclear Tb(III) Clusters2016

    • 著者名/発表者名
      S. Omagari, T. Nakanishi, Y. Kitagawa, K. Fushimi, Y. Hasegawa
    • 学会等名
      Rare Earths 2016
    • 発表場所
      北海道大学(北海道札幌市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] 先端材料化学研究室

    • URL

      http://www.eng.hokudai.ac.jp/labo/amc/8.STUDENTS/2016/2016%20hayao/hayao-index.htm

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

URL: 

公開日: 2016-05-17   更新日: 2024-03-26  

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