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二重項発光の特長解明:ラジカルは高エネルギー効率なELデバイスを実現できるか?

研究課題

研究課題/領域番号 16K13973
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 機能物性化学
研究機関東京大学

研究代表者

草本 哲郎  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (90585192)

研究協力者 Evans Emrys  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
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: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワードラジカル / 発光 / 二重項 / スピン / 光機能 / 電子状態 / 発光特性
研究成果の概要

本研究では、高い化学安定性を有するラジカルを用いて発光デバイスの高エネルギー効率化に挑戦した。その結果以下のことを明らかにした。(1)発光ラジカルの光物性を化学刺激や分子設計により制御できる一方、発光量子収率に関しては、結合の強さや分子構造のフレキシビリティの影響を考える必要があること (2)金属イオンへの配位によりラジカルの発光特性の多様化と機能増強が可能であること、(3)本研究で合成したラジカルが実際に発光デバイス内で光ること。

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまでラジカルは分解しやすく(=化学反応性が高く)光らない物質として知られてきた。本研究では、これらの固定概念を覆す「光る安定ラジカル」を様々に創出できた点が、学術的に重要な成果である。さらに新たに開発したラジカルをデバイス中で発光させることができた。これは高エネルギー効率な発光デバイス実現へつながる重要な成果であり、学術的のみならず社会的にも意義深い。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (27件) (うち国際学会 12件、 招待講演 7件)

  • [国際共同研究] University of Cambridge(英国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] NIR Emission and Acid-Induced Intramolecular Electron Transfer Derived from a SOMO-HOMO Converted Non-Aufbau Electronic Structure2019

    • 著者名/発表者名
      Tanushi Akira、Kimura Shun、Kusamoto Tetsuro、Tominaga Moe、Kitagawa Yasutaka、Nakano Masayoshi、Nishihara Hiroshi
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry C

      巻: 123 号: 7 ページ: 4417-4423

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.8b08574

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetoluminescence in a Photostable, Brightly Luminescent Organic Radical in a Rigid Environment2018

    • 著者名/発表者名
      Kimura Shun、Kusamoto Tetsuro、Kimura Shojiro、Kato Ken、Teki Yoshio、Nishihara Hiroshi
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 57 号: 39 ページ: 12711-12715

    • DOI

      10.1002/anie.201805466

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A luminescent organic radical with two pyridyl groups: high photostability and dual stimuli-responsive properties, with theoretical analyses of photophysical processes2018

    • 著者名/発表者名
      Kimura Shun、Tanushi Akira、Kusamoto Tetsuro、Kochi Shuntaro、Sato Tohru、Nishihara Hiroshi
    • 雑誌名

      Chemical Science

      巻: 9 号: 7 ページ: 1996-2007

    • DOI

      10.1039/c7sc04034b

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cation-responsive turn-on fluorescence and absence of heavy atom effects of pyridyl-substituted triarylmethyl radicals2018

    • 著者名/発表者名
      Hattori Yohei、Kimura Shun、Kusamoto Tetsuro、Maeda Hiroaki、Nishihara Hiroshi
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 54 号: 6 ページ: 615-618

    • DOI

      10.1039/c7cc08568k

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Solvent-Controlled Doublet Emission of an Organometallic Gold(I) Complex with a Polychlorinated Diphenyl(4-pyridyl)methyl Radical Ligand: Dual Fluorescence and Enhanced Emission Efficiency2017

    • 著者名/発表者名
      Yasuyo Ogino, *Tetsuro Kusamoto, Yohei Hattori, Masaki Shimada, Mizuho Tsuchiya, Yoshinori Yamanoi, Eiji Nishibori, Kunihisa Sugimoto, *Hiroshi Nishihara
    • 雑誌名

      Inorg. Chem.

      巻: 56 号: 7 ページ: 3909-3915

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.6b02864

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Structural and Magnetic Investigations of a Heterospin System Composed of High-spin Mn(II) and Pyridyl-containing Triarylmethyl Radicals2016

    • 著者名/発表者名
      *Tetsuro Kusamoto, Shun Kimura, *Hiroshi Nishihara
    • 雑誌名

      Chem. Lett.

      巻: 45 号: 9 ページ: 1057-1059

    • DOI

      10.1246/cl.160574

    • NAID

      130005549136

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Synergistic luminescence enhancement of a pyridyl-substituted triarylmethyl radical based on fluorine substitution and coordination to gold2016

    • 著者名/発表者名
      Yohei Hattori, Tetsuro Kusamoto, Tohru Sato, Hiroshi Nishihara
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 52 号: 91 ページ: 13393-13396

    • DOI

      10.1039/c6cc07898b

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] ‘Modulated Luminescence of a Stable Open-shell Triarylmethyl Radical: Effects of Chemical Modification on its Electronic Structure and Physical Properties2016

    • 著者名/発表者名
      T. Kusamoto, S. Kimura, Y. Ogino, C. Ohde, and H. Nishihara
    • 雑誌名

      Chem. Eur. J.

      巻: 22 号: 49 ページ: 17725-17733

    • DOI

      10.1002/chem.201602942

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] NIR Emission and SOMO-HOMO Converted Electronic Structure of Novel Donor-Acceptor Type Stable Organic Radicals2018

    • 著者名/発表者名
      Yuki Tani, Tetsuro Kusamoto, Hiroshi Nishihara
    • 学会等名
      2018年光化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Doublet-based luminescence of photostable organic radicals2018

    • 著者名/発表者名
      Tetsuro Kusamoto, Hiroshi Nishihara
    • 学会等名
      27th IUPAC International Symposium on Photochemistry
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Photostable Fluorescent Radicals: Modulated Luminescence by Coordination to Metal2017

    • 著者名/発表者名
      Tetsuro Kusamoto
    • 学会等名
      8th Pacific Symposium on Radical Chemistry (PSRC-8)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Stimuli-Responsive Fluorescent Radicals2017

    • 著者名/発表者名
      Tetsuro Kusamoto
    • 学会等名
      International Symposium on Pure & Applied Chemistry (ISPAC2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Enhanced luminescence of gold(I) complexes with a fluorescent radical ligand2017

    • 著者名/発表者名
      Tetsuro Kusamoto, Yohei Hattori, Yasuyo Ogino, Hiroshi Nishihara
    • 学会等名
      6th Asian Conference on Coordination Chemistry (ACCC6)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A possible quantum spin liquid state on highly anisotropic triangular lattices of bilayer Mott system2017

    • 著者名/発表者名
      Tetsuro Kusamoto, Chie Ohde, Shiori Sugiura, Taichi Terashima, Shinya Uji, Satoshi Yamashita, Yasuhiro Nakazawa, and Hiroshi Nishihara
    • 学会等名
      The 12th International Symposium on Crystalline Organic Metals, Superconductors and Magnets
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Magnetic field effect on luminescence behaviors of organic radicals in rigid matrices2017

    • 著者名/発表者名
      Shun Kimura, Tetsuro Kusamto, Shojiro Kimura, Hiroshi Nishihara
    • 学会等名
      2017年光化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Development and magnetic field effect of luminescent stable radicals2017

    • 著者名/発表者名
      Tetsuro Kusamoto
    • 学会等名
      3rd KASC meeting
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A luminescent triarylmethyl radical with two pyridyl groups: Superior photostability and the formation of 1D CuII coordination polymer2017

    • 著者名/発表者名
      Shun Kimura, Tetsuro Kusamoto, Hiroshi Nishihara
    • 学会等名
      The 6th Asian Conference on Coordination Chemistry
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 光るラジカル2016

    • 著者名/発表者名
      草本哲郎
    • 学会等名
      錯体化学若手の会 北陸支部勉強会
    • 発表場所
      金沢大学角間キャンパス(石川県金沢市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Enhanced fluorescence in stable organic radicals2016

    • 著者名/発表者名
      Tetsuro Kusamoto
    • 学会等名
      ETHZ-UTokyo Joint Symposium of Frontier Chemistry
    • 発表場所
      Hongo campus, The University of Tokyo (Tokyo, Hongo)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Highly Photostable Luminescent Organic Radicals and the Metal Complexes2016

    • 著者名/発表者名
      Tetsuro Kusamoto
    • 学会等名
      13th Materials Science School for Young Scientists: Rising Star Pre-ICMM@IMR
    • 発表場所
      Institute for Materials Research, Tohoku University (Miyagi, Sendai)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Highly Photostable Luminescent Organic Radicals and the Metal Complexes2016

    • 著者名/発表者名
      Tetsuro Kusamoto, Hiroshi Nishihara
    • 学会等名
      The 15th International Conference on Molecule-Based Magnets (ICMM2016)
    • 発表場所
      Sendai international center (Miyagi, Sendai)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] bilayer Mott電子系を有する分子性結晶の構造と磁性2016

    • 著者名/発表者名
      草本 哲郎
    • 学会等名
      第11回 量子スピン系研究会
    • 発表場所
      福井大学文京キャンパス(福井見福井市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 高い光安定性を有する発光ラジカルとその金属錯体2016

    • 著者名/発表者名
      草本 哲郎 、木村 舜、西原 寛
    • 学会等名
      第10回分子科学討論会
    • 発表場所
      神戸ファッションセンター(兵庫県神戸市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] σ-hole結合に基づいた金属ジチオレンアニオンラジカル塩の分子配列制御2016

    • 著者名/発表者名
      大出千恵, 草本哲郎, 西原寛
    • 学会等名
      第10回分子科学討論会
    • 発表場所
      神戸ファッションセンター(兵庫県神戸市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 白金ジチオレン錯体結晶におけるσ-hole結合に基づく超分子構造と物性の相関2016

    • 著者名/発表者名
      大出千恵, 草本哲郎, 西原寛
    • 学会等名
      錯体化学会第66回討論会
    • 発表場所
      福岡大学(福岡県福岡市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] A Photostable luminescent radical with two pyridyl groups: Photochemical and photophysical properties and the formation of 1D Cu(II) coordination polymer2016

    • 著者名/発表者名
      木村舜, 田主陽, 草本哲郎, 西原寛
    • 学会等名
      錯体化学会第66回討論会
    • 発表場所
      福岡大学(福岡県福岡市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Enhanced fluorescence of gold(I) complexes with coordinated photostable radicals2016

    • 著者名/発表者名
      Yohei Hattori, Tetsuro Kusamoto, Hiroshi Nishihara
    • 学会等名
      錯体化学会第66回討論会
    • 発表場所
      福岡大学(福岡県福岡市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 安定ラジカルが配位した金錯体の二重項蛍光の高効率化2016

    • 著者名/発表者名
      服部陽平, 草本哲郎, 西原寛
    • 学会等名
      2016年光化学討論会
    • 発表場所
      東大駒場キャンパス(東京都目黒区)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] A Luminescent Triarylmethyl Radical with Two Pyridyl Groups: High photostability, stimuli-responsive property and solid state emissio2016

    • 著者名/発表者名
      木村舜, 田主陽, 草本哲郎, 西原寛
    • 学会等名
      2016年光化学討論会
    • 発表場所
      東大駒場キャンパス(東京都目黒区)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 蛍光性ジフェニルピリジルメチルラジカルの安定性と物性におけるハロゲン置換効果2016

    • 著者名/発表者名
      服部陽平, 草本哲郎, 西原寛
    • 学会等名
      第27会基礎有機化学討論会
    • 発表場所
      広島国際会議場(広島県広島市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ピリジン環を2つ有する光安定な発光トリアリールメチルラジカル2016

    • 著者名/発表者名
      木村舜, 田主陽, 草本哲郎, 西原寛
    • 学会等名
      第27会基礎有機化学討論会
    • 発表場所
      広島国際会議場(広島県広島市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ピリジン環を2つ有する光安定な発光トリアリールメチルラジカル2016

    • 著者名/発表者名
      木村舜, 田主陽, 草本哲郎, 西原寛
    • 学会等名
      錯体化学若手の会夏の学校2016
    • 発表場所
      火の国ハイツ(熊本県熊本市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Luminescent Open-Shell Organic Radicals and the Metal Complexes Tetsuro Kusamoto2016

    • 著者名/発表者名
      Tetsuro Kusamoto
    • 学会等名
      International Conference on Coordination Chemistry 2016 (ICCC2016)
    • 発表場所
      Le Quartz congres (Brest, France)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Luminescent Properties of a Pentafluorophenyl Gold(I) Complex with an Open-Shell Fluorescent Radical Ligand2016

    • 著者名/発表者名
      Yasuyo Ogino, Tetsuro Kusamoto, Hiroshi Nishihara
    • 学会等名
      International Conference on Coordination Chemistry 2016 (ICCC2016)
    • 発表場所
      Le Quartz congres (Brest, France)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Supramolecular 2D network mediated via sulfur’s s-hole in a conducting molecular crystal2016

    • 著者名/発表者名
      Chie Ohde, Tetsuro Kusamoto, Hiroshi Nishihara
    • 学会等名
      The 15th International Conference on Molecule-Based Magnets (ICMM2016)
    • 発表場所
      Sendai international center (Miyagi, Sendai)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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