| 研究課題/領域番号 |
22K19008
|
|---|
| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 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
|
|---|
| 研究機関 | 神戸大学 |
|---|
研究代表者 |
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)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2022-06-30 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
|
| 配分額 *注記 |
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2023年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2022年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
|
|---|
| キーワード | 三重項－三重項消滅 / 時間分解電子スピン共鳴法 / スピン変換 / 蛍光量子収量 / 強相関多重励起子 / スピン双極子相互作用 / 交換相互作用 / アップコンバージョン / 時間分解電子スピン共鳴 / 光アップコンバージョン / 多重励起子 / 振電相互作用 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
太陽光発電や光触媒ならびに、有機発光素子の開発では近年、クリーンな有機材料を用いた超高効率光エネルギー変換系へのデバイス応用に急速な期待が高まっている。本計画では三重項－三重項消滅(TTA)による光アップコンバージョン(UC)の超高効率化を連結系一分子レベルでの分子振動によって達成させる。このための基礎研究として主に時間分解電子スピン共鳴法を用い、三重項励起子の出会いにより生成する分子内多重励起子(T1T1)のスピン変換過程による一重項励起子生成機構の詳細を明らかにする。熱活性化された特定の分子内振動による超高効率な多重励起子の五重項から一重項への変換機構を世界で初めて実証する。
|
| 研究成果の概要 |
近赤外光を高効率に可視光へ変換可能な有機薄膜固体内部における電子スピンのミクロな運動を調べ、中間体として生成する三重項励起子が固体内部の回転拡散運動でスピン状態を変化させて短波長の光を高効率に生じる様子を捉えることに世界で初めて成功した。また、TTA反応途中に形成される三重項励起子がペア(TT)となった状態三重項励起子の運動についてモデル解析した結果、スピン多重度変換が起きたことで、発光性の一重項励起子を77%におよぶ効率で生じさせていることが判明し三重項励起子の配向運動によるスピン双極子間相互作用の変調が、TTA反応効率に重要な役割を果たすことが明らかとなった。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
中間体として生成する三重項励起子が固体内部の回転拡散運動でスピン状態を変化させて短波長の光を高効率に生じる様子を捉えることに世界で初めて成功した。これにより、今後、高効率光エネルギー変換デバイス開発が進展し、世界的なエネルギー問題解決に貢献するとともに、人体に害のない近赤外光を光アップコンバージョンさせ利用する光線力学的ながん治療や診断など幅広い分野への展開が期待される。
|
