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希土類錯体を用いた電界発光素子の動作環境下における発光機構解明

研究課題

研究課題/領域番号 22KJ2428
補助金の研究課題番号 22J11220 (2022)
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分基金 (2023)
補助金 (2022)
応募区分国内
審査区分 小区分32010:基礎物理化学関連
研究機関九州大学

研究代表者

宮崎 栞  九州大学, 理学府, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2023-03-08 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2023年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2022年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワード希土類錯体 / 時間分解分光 / エネルギー移動
研究開始時の研究の概要

本研究では、発光性希土類錯体のEL素子への応用に向けた発光機構解明を目的とし、時間分解発光分光測定と過渡吸収分光測定を用いてホストゲスト薄膜の発光機構解明に取り組んだ。
Eu(III)錯体をゲスト分子として用いたホストゲスト薄膜について、従来のEu(III)錯体の発光強度の400倍かつ高効率発光を得ることに成功し、その発光機構の詳細を明らかにした。この結果から、Eu(III)錯体をドープしたホストゲスト薄膜について、ホスト分子の選択指針を提案することに成功した。

研究実績の概要

三価希土類錯体は高色純度発行を示すことから、有機電界発光(EL)素子としての応用が期待されている。有機EL素子への応用に向けた開発が進められている一方、素子状態において理想的な発光効率が得られておらず、その具体的な原因は明らかになっていない。
本研究では、時間分解発光分光法(TR-PL)、時間分解過渡吸収分光法(TAS)を用いて希土類錯体の溶液・薄膜中における発光機構解明に取り組み、有機EL素子への応用を目指している。EL素子の発光層状態であるホストゲスト薄膜に着目し、三価ユウロピウム(Eu(III))錯体をドープしたホストゲスト薄膜を作成し、ホスト分子の適切な選択により高効率・強発光を達成した。この機構をTR-PL、TASにより明らかにした。この成果についてはChemical Scienceに投稿し、公開されている。さらに、Eu(III)錯体単体における詳細な発光機構解明にも取り組んだ。TR-PLとTASを組み合わせることで、これまで明らかになっていなかったEu(III)錯体における配位子からEu(III)へのエネルギー移動の経路とその収率を明らかにした。この成果について、現在査読誌に投稿中である。
さらに、異なる配位子をもつEu(III)錯体におけるエネルギー移動機構、中心金属を変えた希土類錯体における配位子内項間交差機構、についても考察を行っており、この結果の詳細については次年度中に論文として報告する予定である。
またこれまでの研究成果についてFaraday Discussionにてポスター発表を行った。

報告書

(2件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Highly efficient light harvesting of a Eu(iii) complex in a host-guest film by triplet sensitization2023

    • 著者名/発表者名
      Miyazaki Shiori、Goushi Kenichi、Kitagawa Yuichi、Hasegawa Yasuchika、Adachi Chihaya、Miyata Kiyoshi、Onda Ken
    • 雑誌名

      Chemical Science

      巻: 14 号: 25 ページ: 6867-6875

    • DOI

      10.1039/d3sc01817b

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Indication of Intramolecular Triplet?Triplet Annihilation Upconversion in Organic Light‐Emitting Diodes2023

    • 著者名/発表者名
      Sasaki Shoma、Goushi Kenichi、Mamada Masashi、Miyazaki Shiori、Miyata Kiyoshi、Onda Ken、Adachi Chihaya
    • 雑誌名

      Advanced Optical Materials

      巻: 12 号: 3 ページ: 2301924-2301924

    • DOI

      10.1002/adom.202301924

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Highly Efficient Light Harvesting of Eu(III) Complex in a Host-Guest Film by Triplet Sensitization2022

    • 著者名/発表者名
      Shiori Miyazaki ,Kenichi Goushi ,Yuichi Kitagawa ,Yasuchika Hasegawa ,Chihaya Adachi ,Kiyoshi Miyata, Ken Onda
    • 雑誌名

      ChemRxiv

      巻: -

    • DOI

      10.26434/chemrxiv-2022-qpcfh

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [学会発表] Achievement of highly efficient and strong photoluminescence of Eu(III) complex in a host-guest film by triplet sensitization2023

    • 著者名/発表者名
      Shiori Miyazaki, Kiyoshi Miyata, Kenichi Goushi, Yuichi Kitagawa, Yasuchika Hasegawa, Chihaya Adachi, Ken Onda
    • 学会等名
      Faraday Discussion
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Highly Efficient and Strong Photoluminescence of an Eu(III) Complex in a Host-guest film by Triplet Sensitization2023

    • 著者名/発表者名
      Shiori Miyazaki, Kiyoshi Miyata, Kenichi Goushi, Yuichi Kitagawa, Yasuchika Hasegawa, Chihaya Adachi, Ken Onda
    • 学会等名
      ICP 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] EL素子応用に向けたEu(III)錯体ドープ薄膜の発光機構の実時間解析2023

    • 著者名/発表者名
      宮崎栞, 宮田潔志,合志憲一, 北川裕一, 長谷川靖哉,安達千波矢,恩田健
    • 学会等名
      有機EL討論会 第37回例会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ホスト-ゲスト三重項増感を利用した Eu(III)錯体薄膜の高効率発光2022

    • 著者名/発表者名
      宮崎栞, 宮田潔志, 北川裕一, 合志憲一, 安達千波矢, 長谷川靖哉, 恩田健
    • 学会等名
      第38回希土類討論会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Time-resolved spectroscopic study on emission mechanism in Eu(III)-complex-doped films for OLED applications2022

    • 著者名/発表者名
      Shiori Miyazaki, Kiyoshi Miyata, Kenichi Goushi, Yuichi Kitagawa, Yasuchika Hasegawa, Chihaya Adachi, Ken Onda
    • 学会等名
      ICSM 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2022-04-28   更新日: 2024-12-25  

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