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π造形システムの電子励起状態制御

公募研究

研究領域π造形科学: 電子と構造のダイナミズム制御による新機能創出
研究課題/領域番号 15H01003
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

羽會部 卓  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (70418698)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
2016年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2015年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
キーワードπ共役分子 / 励起状態 / 多環芳香族炭化水素 / 励起ダイナミクス制御
研究実績の概要

広い意味でπ共役分子・集合体の電子機能 (Intrinsic-π機能)と構造的な歪みなどに伴う運動性 (Dynamic-π機能) を融合させた電子励起状態制御を目的として研究展開を行った。
1.発光性ヘリセン誘導体の合成と円偏光発光特性: ヘリセンは芳香環が螺旋状に縮環した異方性を示す分子であり、円偏光発光 (CPL) 材料への応用が期待される。しかしながら、一般に蛍光量子収率 (φFL) が極めて低く、その向上が課題である。ヘリセン骨格に電子アクセプター性のキノキサリンやイミド基を縮環した誘導体を新規に合成し、蛍光量子収率の大幅な向上と円偏光発光の発現に成功した。
2.ヘリセン誘導体を発光層とする有機ELの作製と評価: 上述のように、ヘリセンは一般に発光量子収率が極めて低く、発光デバイスに不向きであるが、円偏光発光 (CPL)デバイスへの実現には有用な有機材料である。本研究では非対称アルキル化したキノキサリンを縮環した[7]ヘリセンを合成し、その均一溶液中でのCPL特性を明らかにした。また、薄膜状態でのELスペクトルの観測にも成功した。
3.特異な光物理過程を示すπ共役系分子の物性評価: 当研究室ではピコ秒およびナノ秒の時間分解分光装置および近赤外分光を用いた様々な励起ダイナミクス評価を行っている。特に、分子の平面性や対称性、ヘテロ元素の有無などが速度論として励起状態ダイナミクスにどのように影響するか検討を行っている。これまでに領域内の10グループと共同研究を行ってきた。例えば、レア1,4-ビス(ベンゾイル)-2,5-ビス(シロキシ)ベンゼンは結晶状態において緑色リン光を非常に効率よく示し(λ = 513 nm、φ = 0.63)、さらにその発光寿命が極めて長い(τ = 96.2 ms)ことを明らかにした。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 2件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 6件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 2件、 招待講演 4件)

  • [国際共同研究] タンペレ工科大学(フィンランド)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] Tampere University of Technology(Finland)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Controlled Excited-State Dynamics and Enhanced Fluorescence Property of Tetrasulfone[9]helicene by a Simple Synthetic Process2016

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto, Y; Sakai, H ; Yuasa, J ; Araki, Y; Wada, T ; Sakanoue, T ; Takenobu, T ; Kawai, T; Hasobe, T
    • 雑誌名

      JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY C

      巻: 120 号: 13 ページ: 7421-7427

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.6b01123

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthetic Control of Photophysical Process and Circularly Polarized Luminescence of [5]Carbohelicene Derivatives Substituted by Maleimide Units2016

    • 著者名/発表者名
      Hayato Sakai, Takako Kubota, Junpei Yuasa, Yasuyuki Araki, Tomo Sakanoue, Taishi Takenobu, Takehiko Wada, Tsuyoshi Kawai, and Taku Hasobe
    • 雑誌名

      Journal of Phyisical Chemistry C

      巻: 120 号: 14 ページ: 7860-7869

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.6b01344

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Protonation-Induced Red-Coloured Circularly Polarized Luminescence of [5]Carbohelicene Fused by Benzimidazole2016

    • 著者名/発表者名
      H. Sakai, T. Kubota, J. Yuasa, Y. Araki, T. Sakanoue, T. Takenobu, T. Wada, T. Kawai, T. Hasobe
    • 雑誌名

      Org. Biomol. Chem.

      巻: 14 号: 28 ページ: 6738-6743

    • DOI

      10.1039/c6ob00937a

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Synthetic Conrol of the Excited-State Dynamics and Circularly Porlarized Luminescence of Fluorscent ''Push-Pull'' Tetrathia[9]helicenes2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Yamamoto, H. Sakai, J. Yuasa, Y. Araki, T. Wada, T. Sakanoue, T. Takenobu, T. Kawai, T. Hasobe
    • 雑誌名

      Chem. Eur. J.

      巻: 22 ページ: 4263-4273

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Long-Lived Triplet Excited States of Bent-Shaped Pentacene Dimers by Intramolecular Singlet Fission2016

    • 著者名/発表者名
      T. Sakuma, H. Sakai, Y. Araki, T. Mori, T. Wada, N. V. Tkachenko, T. Hasobe
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. A

      巻: 120 号: 11 ページ: 1867-1875

    • DOI

      10.1021/acs.jpca.6b00988

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] High-Yield Triplet Excited States in Pentacene Self-Assembled Mnolayers on Gold Nanoparticle through Singlet Exciton Fission2016

    • 著者名/発表者名
      D. Kato, H. Sakai, N. V. Tkachenko, T. Hasobe
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 55 号: 17 ページ: 5230-5234

    • DOI

      10.1002/anie.201601421

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Highly Fluorescent [7]Carbohelicene Fused by Asymmetric 1,2-Dialkyl-Substituted Quinoxaline for Circularly Porlarized Luminescence and Electroluminescence2015

    • 著者名/発表者名
      H. Sakai, S. Shinto, J. Kumar, Y. Araki, T. Sakanoue, T. Takenobu, T. Wada, T. Kawai, T. Hasobe
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. C

      巻: 119 号: 24 ページ: 13937-13947

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.5b03386

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] ボロンジピロメテンを基盤とした発光性螺旋状分子の合成と分光特性2017

    • 著者名/発表者名
      伊藤広朗・酒井隼人・羽曾部卓
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学(神奈川県・横浜市)
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 含窒素ペリレン誘導体の合成および励起ダイナミクス評価2017

    • 著者名/発表者名
      廣野明津・酒井隼人・坂上知・竹延大志・羽曾部卓
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学(神奈川県・横浜市)
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 2つのリン原子を有する屈曲型分子の励起状態ダイナミクス2016

    • 著者名/発表者名
      山村正樹・本郷大悟・酒井隼人・羽曾部卓・鍋島達弥
    • 学会等名
      第43回有機典型元素化学討論会
    • 発表場所
      仙台市民会館(宮城県・仙台市)
    • 年月日
      2016-12-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] テトラシラテトラチア[8]サーキュレン及びテトラゲルマテトラチア[8]サーキュレンの合成と物性2016

    • 著者名/発表者名
      赤堀周平・芹澤祐真・加藤祥平・酒井隼人・羽曾部卓・三宅由寛・忍久保洋
    • 学会等名
      第43回有機典型元素化学討論会
    • 発表場所
      仙台市民会館(宮城県・仙台市)
    • 年月日
      2016-12-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 含窒素ペリレン誘導体の合成および光物性評価2016

    • 著者名/発表者名
      廣野 明津・酒井 隼人・ 羽曾部 卓
    • 学会等名
      2016年光化学討論会
    • 発表場所
      東京大学駒場第一キャンパス(東京都・目黒区)
    • 年月日
      2016-09-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] π共役系分子集積体の励起状態ダイナミクス制御と機能発現2016

    • 著者名/発表者名
      羽曾部 卓
    • 学会等名
      九州地区高分子若手研究会・夏の講演会
    • 発表場所
      アルモニーサンク(福岡県・北九州市)
    • 年月日
      2016-07-01
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] テトラスルホン[9]ヘリセンの合成と発光特性2016

    • 著者名/発表者名
      山本 勇樹・酒井 隼人・坂上 知・竹延 大志・羽曾部 卓
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学京田辺キャンパス(京都府・京田辺市)
    • 年月日
      2016-03-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Control of Excite-State Dynamics of Functional Supramolecular Architectures for Optical Applications2016

    • 著者名/発表者名
      Taku Hasobe
    • 学会等名
      TUT University Seminar
    • 発表場所
      Tampere (Finland)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Push-Pull 型ヘテロ[9]ヘリセンの合成と励起ダイナミクス制御2015

    • 著者名/発表者名
      山本勇樹・酒井隼人・坂上 知・竹延大志・羽曾部 卓
    • 学会等名
      第26回基礎有機化学討論会
    • 発表場所
      愛媛大学・松山大学(愛媛県・松山市)
    • 年月日
      2015-09-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] マレイミド基を有する[5]-カルボヘリセン誘導体の合成と水素結合を介した超分子集合体への展開2015

    • 著者名/発表者名
      久保田貴子・酒井隼人・羽曾部 卓
    • 学会等名
      第26回基礎有機化学討論会
    • 発表場所
      愛媛大学・松山大学(愛媛県・松山市)
    • 年月日
      2015-09-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Preparation and Photophysical Properties of Molecular Architectures Composed of Polycyclic Aromatic Hydrocarbon and Porphyrin Derivatives2015

    • 著者名/発表者名
      Taku Hasobe
    • 学会等名
      227th The electrochemical Society Center Meeting
    • 発表場所
      Chicago (USA)
    • 年月日
      2015-05-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 光機能性超分子材料の励起ダイナミクス制御と応用展開2015

    • 著者名/発表者名
      羽曾部 卓
    • 学会等名
      平成26年度の共同研究拠点活動報告会
    • 発表場所
      九州大学 伊都キャンパス(福岡県・福岡市)
    • 年月日
      2015-04-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2018-03-28  

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