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熱的制御から実現する高効率な光アップコンバージョン有機分子膜の創製

研究課題

研究課題/領域番号 17H03183
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 熱工学
研究機関東京工業大学

研究代表者

村上 陽一  東京工業大学, 工学院, 准教授 (80526442)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
16,640千円 (直接経費: 12,800千円、間接経費: 3,840千円)
2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2018年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
2017年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円)
キーワードナノマイクロ熱工学 / 有機薄膜創製の分子熱工学 / 分子エネルギー工学 / ナノ・マイクロ熱工学 / 有機固体創製の分子熱工学 / 発光スペクトル制御 / スピン三重項状態
研究成果の概要

本課題では,エネルギーの低い光子群(長波長の光)をよりエネルギーの高い光子群(より短波長の光)に変換する光アップコンバージョン(UC)に関し,応用に適する固体形態(結晶,多結晶膜)のUC材料創製を追求した.本課題では熱的(=温度および熱力学変数に関する)因子の積極制御によって高効率かつ安定なUC有機固体の創出を目指した.その結果,目視で明確なUC光を発する有機固体の創製に至った.また,開発した試料の諸性質を計測から明らかにし,その安定性の理由を考察,理解するに至った.さらに,研究目的の根幹に関わるUC分子の光照射安定性の支配要因究明を液体試料に立ち戻って行い,その基礎メカニズムを明らかにした.

研究成果の学術的意義や社会的意義

太陽電池などの様々な光エネルギー変換では,各材料に固有な「しきい値波長」より長波長側のスペクトル域は未利用で,これが変換効率を根本的に制限している.光アップコンバージョン(UC)によって現状未利用な長波長光を利用可能な短波長光に変換できる.UCは有機分子間のエネルギー移動を用いて行われ,固体系での追求が活発化している.しかし,材料創製では熱的因子の観点の考究が行われていなかった.本研究では熱的因子(温度,熱力学変数)を考慮して材料創製と特性説明を行ったことが学術的意義である.また,本課題での成果を基に国内大手民間企業との共同研究の開始に至り,産業界への技術シーズとなったことが社会的意義である.

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 学会発表 (9件) (うち国際学会 2件) 備考 (3件)

  • [学会発表] 高品質な共有結合性有機骨格(COF)の溶媒熱合成の方法探究と生成物評価2019

    • 著者名/発表者名
      王 シャウハン,早川 祥平,村上 陽一
    • 学会等名
      第56回伝熱シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Photon Upconversion using Intermolecular Energy Transfer for Increasing Sunlight Utilization Efficiency: The Developments of Visible-to-Visible and Visible-to-UV Conversion Materials2019

    • 著者名/発表者名
      Yoichi Murakami, Ayumu Motooka, Kazuki Niimi, Atsushi Kaiho, Noriko Kiyoyanagi
    • 学会等名
      The 2nd Pacific Rim Thermal Engineering Conference (PRTEC2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 共有結合性有機骨格(COF)の核生成と結晶成長に及ぼす温度および濃度の影響 COFの熱応用開拓および物性計測に向けた高品質化2019

    • 著者名/発表者名
      早川 祥平,Xiaohan WANG,村上 陽一
    • 学会等名
      第56回日本伝熱シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 高品質な共有結合性有機骨格(COF)の溶媒熱合成の方法探究と生成物評価2019

    • 著者名/発表者名
      Xiaohan WANG,早川 祥平,村上 陽一
    • 学会等名
      第56回日本伝熱シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] スペーサー分子との共融複合化による有機分子固体の発光スペクトル制御と発光効率増大の実現 複合物の熱的性質と相変化の熱力学的説明2018

    • 著者名/発表者名
      星 めぐみ,織茂 和也,村上 陽一
    • 学会等名
      第55回日本伝熱シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 準平衡状態を利用する有機分子固体膜の創製とその発光特性・微視的構造の解明2018

    • 著者名/発表者名
      榎本 陸,織茂 和也,星 めぐみ,村上 陽一
    • 学会等名
      第55回日本伝熱シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Photon upconversion based on molecular scale energy and mass transfer: Materials developments, microscopic kinetics, and photophysical properties2018

    • 著者名/発表者名
      Yoichi Murakami
    • 学会等名
      The 16th International Heat Transfer Conference (IHTC-16), 北京,中国.
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 融解法により作製されたアントラセン-小分子共融混合系の熱力学と発光スペクトル制御2018

    • 著者名/発表者名
      村上 陽一,星 めぐみ,関根 篤生,織茂 和也,野上 眞,植草 秀裕
    • 学会等名
      第27回有機結晶シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 白金ポルフィリン分子固体の熱物理特性と微視的構造に関する知見獲得2017

    • 著者名/発表者名
      榎本 陸,織茂 和也,村上 陽一
    • 学会等名
      第54回日本伝熱シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 研究者の研究室のホームページ

    • URL

      http://www.mee.mech.e.titech.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 研究代表者ホームページ

    • URL

      http://www.mee.mech.e.titech.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 研究代表者の研究室ホームページURL

    • URL

      http://www.mee.mech.e.titech.ac.jp

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2024-12-25  

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