| 研究課題/領域番号 |
20K21167
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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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| 審査区分 |
中区分32:物理化学、機能物性化学およびその関連分野
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| 研究機関 | 茨城大学 |
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研究代表者 |
西川 浩之 茨城大学, 理工学研究科(理学野), 教授 (40264585)
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| 研究期間 (年度) |
2020-07-30 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
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| キーワード | 円偏光発光 / キラル誘起スピン選択 / キラル伝導体 / 発光デバイス / CP-OLED / キラル輸送材料 / キラリティ / 有機薄膜 / キラル誘起スピン選択性 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
円偏光発光（CPL）材料を用いた発光デバイスは，三次元表示ディスプレイや医療診断への応用など幅広い分野への応用が期待されている。CPLを発する有機ELの報告例はあるものの，円偏光性の度合いを表す値であるg値が小さく，実用研究への障害となっている。本研究では，有機ELデバイスの電荷輸送層にキラル誘起スピン選択性効果を利用することにより，高い円偏光特性を示す円偏光有機発光ダイオードの開発を目的とする。本研究は，有機ELデバイスに光学遷移過程におけるスピン選択性の概念を電荷輸送層に適用した，従来のデバイスとは根本的に異なる構造を持つ革新的デバイスの開発を目指した研究である。
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| 研究成果の概要 |
本研究は円偏光を発光する円偏光有機発光ダイオード（CP-OLED）の電荷輸送層にキラル誘起スピン選択（CISS）効果を導入することにより，高い非対称性因子（ｇ値）を示すデバイスの開発を目的とする。CISS効果を示す輸送層として，ホール輸送材料であるPEDOTの側鎖にキラリティを導入したキラル半導体をホール輸送材料に用いたデバイスや，有機-無機ハイブリッドペロブスカイト層をホール輸送層と発光層の間に挿入したデバイスを検討した結果，アキラルな発光層からのCPELの取り出しに成功した。また，アキラルな発光性ポリマーをキラルドープした薄膜を用いたデバイスにおいて高いｇ値を示すデバイスの開発に成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では，高い円偏光特性を示すCP-OLEDの開発を目的として，キラル誘起スピン選択（CISS）効果が期待されるキラルなホール輸送材料の新規合成ならびにデバイス化を行うとともに，有機-無機ハイブリッドペロブスカイト層を導入したデバイスの作製を行った。CISS効果によるCP-OLEDは従来の円偏光発光デバイスの開発原理とは全く異なる新しい概念であり，本研究の成果は円偏光発光デバイスの開発において重要な知見を与えるものである。また，CISS効果によるスピンへ極電流の再結合を利用していることから，本結果は円偏光発光とスピンの相関に関する新しい学理を拓く端緒となる結果であり，その学術的意義は大きい。
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