| 研究課題/領域番号 |
21H04564
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
中区分21:電気電子工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 大阪公立大学 (2022-2023)
大阪府立大学 (2021) |
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研究代表者 |
内藤 裕義 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 特任教授 (90172254)
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| 研究分担者 |
麻田 俊雄 大阪公立大学, 大学院理学研究科, 教授 (10285314)
小林 隆史 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 准教授 (10342784)
池田 浩 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 教授 (30211717)
八木 繁幸 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 教授 (40275277)
小関 史朗 東北大学, 理学研究科, 学術研究員 (80252328)
松井 康哲 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 准教授 (90709586)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-05 – 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 |
42,380千円 (直接経費: 32,600千円、間接経費: 9,780千円)
2023年度: 11,570千円 (直接経費: 8,900千円、間接経費: 2,670千円)
2022年度: 14,040千円 (直接経費: 10,800千円、間接経費: 3,240千円)
2021年度: 16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円)
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| キーワード | 機械学習 / 量子化学計算 / デバイスシミュレーション / 燐光発光材料 / 熱活性化遅延蛍光材料 / マイクロフローリアクター / 逆構造有機発光ダイオード / 高速インピーダンス分光系 / 有機アモルファス半導体 / 電子物性予測 / 有機発光ダイオード / 有機発 光ダイオード |
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| 研究開始時の研究の概要 |
新規な発光材料創成のため、合成化学者の知見を起点として量子化学計算を用いた有機アモルファス半導体の光・電子物性予測法を確立し、その結果を用いた有機発光ダイオード（OLED）のデバイスシミュレーション結果までを機械学習し、OLEDの効率的な開発を可能にする。さらに、実験結果を含めた機械学習に発展させるため、ハイスループット材料合成、光・電子物性評価法を確立し、OLED特性予測の精度を高め、可視から近赤外で発光する高効率なフレキシブルOLEDの開発を加速する。
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| 研究実績の概要 |
正孔移動度の実験値をデータセットとし、ランダムフォレスト法と分子構造生成システムChemTSを活用した統合システムを構築することで、新規な分子も提案できる有機分子の設計システムの開発に成功した。
既存のTADF分子の基底状態(S0)と最低励起一重項状態(S1)、最低励起三重項状態(T1)の構造をDFTやTDDFT法で求めた。特に4CzTPNの構造最適化が難しく、D2hからC2v、C2、Ciへの変化が計算方法に依存することがわかった。S0、S1、T1の幾何学的構造の変位は基底状態の振動モードで分解し、Tn(T1)からS1への逆項間交差の遷移速度やS1からS0への発光強度を計算する手法は完成したが、特定の振動モードが予想よりも大きくなり、double well potentialを用いた定式化を行う必要があることがわかった。
ジシアノベンゼン骨格にフタルイミド部位を導入する合成を検討し、芳香族求核置換反応により数種類の誘導体を合成した。光化学反応によりTADF分子を含む有機半導体骨格の骨格構築反応を検討し、機械学習により予測された指標に適合した分子を誘導できた。
発光層ホストに最適なアクリレート官能基化カルバゾール系有機半導体の重合で得られた高分子を提案した。当該高分子は、約3.5 eVのバンドギャップと約2.8 eVのT1準位を有し、これを発光層ホストとした緑色りん光溶液塗布型OLEDの作製に成功した。白金(II)二核錯体を基盤とする新規りん光材料を創出し、高い発光量子収率を得た。発光極大が800 nmを超えるイリジウム錯体系近赤外りん光材料を創出した。
高速インピーダンス分光系のSN比を向上させるため、新規なTSP法を提案し、実際にSN比が向上した10 Hzから1 MHzまでのインピーダンススペクトルを３秒以内で測定することができた。OLEDの設計手法として量子化学計算で得られた物性を反映させた反実仮想的機械学習が有効であることを示した。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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