| 研究課題/領域番号 |
20KK0120
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| 研究種目 |
国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))
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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 | 慶應義塾大学 |
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研究代表者 |
羽會部 卓 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (70418698)
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| 研究分担者 |
小堀 康博 神戸大学, 分子フォトサイエンス研究センター, 教授 (00282038)
婦木 正明 神戸大学, 分子フォトサイエンス研究センター, 特命助手 (50874442)
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| 研究期間 (年度) |
2020-10-27 – 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 |
18,850千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 4,350千円)
2023年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2022年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2021年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2020年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
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| キーワード | 一重項分裂 / 逐次反応 / 光反応 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
研究代表者らは一光子光学許容状態（1光子吸収→1励起子生成）を超える励起子生成（多励起子生成反応）が可能であり、革新的な光エネルギー変換へ期待できる一重項分裂がより汎用性の高い光反応へ活用できるかを光エネルギー変換過程を中心に検証する。
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| 研究実績の概要 |
一重項分裂とは、一光子の光吸収過程から二つの三重項励起子（三重項量子収率：最大200%）が生成されるため、太陽光発電をはじめとする光エネルギー変換への取り組みが大いに期待されている。一方、五重項状態の多重スピン状態である5TTは4つの量子もつれスピンから構成されており、量子情報科学分野への展開が極めて有望である。一重項および五重項TT（1TTおよび5TT）のダイナミクスは広く議論されているが、そのほとんどは極低温条件下での電子スピン共鳴による観測であり、過渡吸収を用いた同条件下での評価は我々の限られた報告例を除いて行われていない。高収率かつ長寿命のTTを観測するためには、光励起後のコンフォメーション変化による5TT中の2つの発色団の配向制御が不可欠であるが、これは従来の共有結合二量体では極めて困難である。上記のコンフォメーション変化を容易にするためには、回転ユニットを持つ二量体を用いる合成戦略が挙げられるが、今日までに報告されていない。そこで本研究では、一連のフェロセン架橋ペンタセンダイマー[Fc-Ph(2,n)-(Pc)2: n = 2, 3, 4 (nはフェニレンスペーサーの数)]や回転部位のないキサンテン修飾ペンタセンダイマー[Xan-Ph(2,n)-(Pc)2: n = 3, 4]を合成し、分子内一重項分裂による五重項スピン状態（5TT）形成に対するFc修飾フェニレンリンカーのねじれ運動効果を検証した。フェロセン架橋ペンタセンダイマーにおいて良好な5TTの生成が常温で観測された。その他、各種アセン二量体の合成にも成功している。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
フェロセン架橋ペンタセンダイマーにおいて良好な五重項状態の多重スピン状態(5TT)の生成が常温ではじめて観測されたため。
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| 今後の研究の推進方策 |
現在進行中のSF材料を用いたダイマー・オリゴマー（長距離リンカーを有するアセン二量体など）の合成と光物性評価、発光特性を行い、本プロジェクトをまとめる。
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