| 研究課題/領域番号 |
20K05455
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分32020:機能物性化学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
溝黒 登志子 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (90358101)
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| 研究分担者 |
三田 文雄 関西大学, 化学生命工学部, 教授 (70262318)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 含白金共役系ポリマー / 光アップコンバージョン / 薄膜 / 配向 / 三重項励起子 / アップコンバージョン |
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| 研究開始時の研究の概要 |
固体系の光アップコンバージョン(UC)材料は、溶液とは異なって三重項励起子の拡散に異方性を持たせることが可能であり、励起子密度の低下を防ぎながらそれを伝達することでUC効率の向上が期待される。しかし、これら固体内でのUC材料の相分離や凝集を抑え、かつ配向制御された固体材料の開発が課題であった。このため、UC材料として分子設計された含白金共役系ポリマーを合成し、このポリマーが基板上に配列制御したUC発光性薄膜を作製する方法を開発するとともにその構造評価、UC発光特性を調べる。これらにより固体中の三重子励起子拡散長の異方性の解明を進め、UC効率の向上の実現につながる科学的基盤を構築する。
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| 研究実績の概要 |
固体系の光アップコンバージョン(UC)材料は、溶液とは異なって三重項励起子の拡散に異方性を持たせることが可能であり、励起子密度の低下を防ぎながらそれを伝達することでUC効率の向上が期待される。しかし、これら固体内でのUC材料の相分離や凝集を抑え、かつ配向制御された固体材料の開発が課題であった。このため、UC材料として分子設計された含白金共役系ポリマーを合成し、このポリマーが基板上に配列制御したUC発光性薄膜を作製する方法を開発するとともにその構造評価、UC発光特性を調べる。これらにより固体中の三重子励起子拡散長の異方性の解明を進め、UC効率の向上の実現につながる科学的基盤を構築する。
本研究の目的を達成するために、(Ⅰ) 分子設計に基づいた含白金共役系ポリマーの新規合成、(Ⅱ) 配向薄膜の作製と構造評価、(Ⅲ) UC特性評価と三重項励起子拡散異方性の解明、に焦点を定めて研究を実施する。
今年度は、まず主鎖に白金アセチリドを含む含白金共役系ポリマーの新規合成を行い、溶液中での光学特性とUC特性を評価した。得られたポリマーは増感剤としての役割を担う。これらのポリマーと発光体である9,10-ジフェニルアントラセン(DPA)と混合した溶液を450 nmの光で励起すると、380～430 nm近傍でUC発光することが分かった。次に、ポリノルボルネンの側鎖に白金錯体とDPAを共重合させた含白金共役系ポリマーの新規合成を行った。白金錯体部位は増感剤としての、DPA部位は発光体としての役割を担う。これらのポリマー溶液を450 nmの光で励起したところ、UC発光を示さなかったが、ポリマー溶液とDPAと混合した溶液は380～430 nm近傍でUC発光を示すことが分かった。なお、製膜関連の装置トラブルが相次いだこともあり、今年度は薄膜化に関する検討はできなかった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
昨年度末に研究代表者の実験室天井内の設備不良による大量漏水事故が発生し、大量の水を浴びた製膜装置類や雰囲気制御グローブボックスは今年度初旬まで、封止装置は今年度末まで復旧しなかった。また、故障のため更新した、真空蒸着装置の膜厚計初期動作不良対応に時間を要した。さらに、今年度後半にグローブボックスの維持管理に必要な複数の役務が発生したが、この役務履行にも時間を要し、今年度中に役務が完了しなかった。
以上の事由により、やや遅れている。
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| 今後の研究の推進方策 |
増感剤部位と発光体部位を有し、ポリマー溶液がUC発光を示す含白金共役系ポリマーの新規合成を行う。また、分子設計指針を見直し、薄膜状態でUC発光を示すポリマーを新規合成する。配向膜を作製する手法を引き続き開発し、得られた薄膜内の分子配列の配向評価を行う。この配向膜の発光特性とアップコンバージョン特性を評価する。基板上に配向していないポリマー薄膜の発光およびアップコンバージョン特性を比較することで、ポリマーの配向構造と三重項励起子拡散異方性との相関を解明する。
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