| 研究課題/領域番号 |
17K19157
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 研究分野 |
高分子、有機材料およびその関連分野
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
大北 英生 京都大学, 工学研究科, 教授 (50301239)
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| 研究分担者 |
玉井 康成 京都大学, 工学研究科, 助教 (30794268)
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| 研究期間 (年度) |
2017-06-30 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2018年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2017年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
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| キーワード | 一重項分裂 / 共役高分子 / J凝集 / H凝集 / 分子内D-A / 分子内Ｄ－Ａ / 結晶性共役高分子 / 分子鎖内 / 分子鎖間 / 三重項励起子対 / 三重項励起子解離 / 励起子拡散定数 / 結晶 / 非晶 / 分子内電荷移動 / 三重項励起子 / ポーラロン / 結晶性 |
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| 研究成果の概要 |
電子吸引性のジケトピロロピロール（DPP）骨格と電子供与性のチオフェン（T）骨格を主鎖に有する狭バンドギャップ結晶性共役高分子PDPP3Tにおける一重項分裂を超短パルス過渡吸収分光法により観測した。その結果、分子鎖内相互作用が支配的なJ凝集性が高い溶液分散系では一重項分裂はまったく観測されず、分子鎖間相互作用が支配的なH凝集性が高い薄膜ほど一重項分裂によって励起直後より効率よく三重項励起子が生成することを見出した。また、一重項分裂により生成した三重項励起子対が自由な三重項励起子へと解離する効率は、非晶性のPTB1薄膜に比べると結晶性のPDPP3T薄膜において向上していることを明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
今回研究対象とした結晶性共役高分子PDPP3Tにおいては、分子鎖内での一重項分裂の生成効率は無視できるほど小さく、共役高分子鎖において分子内一重項分裂は必ずしも効率よく進行しないことを示している。さらに、三重項励起子対から自由な三重項励起子への解離には励起子拡散定数が大きいことが重要な要因であることから、一重項分裂により効率よく三重項励起子を実効的に生成させるには、固体薄膜であることが実質的には不可欠であるといえる。さらに、固体膜における凝集形態による一重項分裂の効率が異なり、高効率化を実現するにはH凝集形態が有利であることから、πスタックを重視した分子設計が重要であると考えられる。
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