| 研究課題/領域番号 |
20K05653
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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35030:有機機能材料関連
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| 研究機関 | 立教大学 |
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研究代表者 |
三井 正明 立教大学, 理学部, 教授 (90333038)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
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| キーワード | フォトンアップコンバージョン / 三重項状態 / エネルギー移動 / 顕微発光分光 / 三重項-三重項消滅 / 項間交差 / 励起三重項状態 / 励起エネルギー移動 / 顕微 / 光アップコンバージョン / 燐光 / 三重項 / 蛍光 / 顕微分光 / 三重項消滅 / アップコンバージョン / 空間分解 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
三重項消滅アップコンバージョン（TTA-UC）固体系の高効率化が実現すれば太陽電池などの効率向上を期待できる。本研究では、このような課題に対して次のような計測主導型アプローチを試みる。顕微発光計測に基づく空間分解分析をTTA-UCを示す有機結晶系や有機色素-金属クラスター系に適用し、固体系で重要となる増感剤の存在量の空間分布やTTA-UCに関わる素過程の時定数、分子配向、UC効率を可視化する。得られたマップ間の相関解析を行い、UC効率の空間不均一性を生み出す要因を明らかにする。得られた微視的知見に基づいた試料作製条件の最適化を進め、脱気溶液系に匹敵する高効率なTTA-UC固体系の創製を目指す。
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| 研究成果の概要 |
三重項-三重項消滅アップコンバージョン（TTA-UC）は、太陽光程度の光強度でも機能する光エネルギー変換手法である。固体状態でUCの高効率化が実現できれば、太陽電池をはじめとする太陽光駆動デバイスの効率向上に繋がるものと期待されている。本研究では、このような課題に対して計測主導型のアプローチを試みた。具体的には、顕微発光分光計測に基づく空間分解分析を、TTA-UC現象を示す有機複合結晶や有機-無機複合結晶系に適用した。1分子計測によって装置の光子検出効率を精密評価し、増感剤と消滅体の存在量やTTA-UCに関わる素過程の時定数・効率の空間不均一性を可視化する方法論を確立することに成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
高効率かつ太陽光強度で機能するフォトンアップコンバージョン（PUC）固体材料の開発は、PUCにおける最重要課題の一つである。本研究では、顕微発光分光計測に基づく空間分解分析を、PUC現象を示す有機複合結晶や有機-無機複合結晶に適用することにより、微結晶中における増感剤と消滅体の存在量やPUCに関わる素過程の時定数・効率の空間不均一性を可視化する方法論を確立した。このような評価手法は、PUC固体内で起こるPUCの微視的理解を深化させる（＝学術的意義）だけでなく、より優れたPUC固体系の開発を促進し、太陽駆動デバイスの高効率化やセンサーへの応用へと繋がっていくこと（＝社会的意義）が期待される。
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