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非平衡分子集合体の電子励起状態での光応答協同性発現機構の解明と電子準位制御

公募研究

研究領域高次複合光応答分子システムの開拓と学理の構築
研究課題/領域番号 15H01081
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
研究機関信州大学

研究代表者

伊藤 冬樹  信州大学, 学術研究院教育学系, 准教授 (80403921)

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
8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円)
2016年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2015年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
キーワード非平衡分子集合体 / 有機EL / 分子集合体 / 蛍光スペクトル / ジベンゾイルメタンフッ化ホウ素錯体 / 液滴クラスター
研究実績の概要

本研究では,有機分子集合化過程において発現する非平衡分子集合体の電子励起状態での光応答の協同性発現機構の解明とそれに基づく電子準位制御を目的とする.研究代表者は,有機結晶生成過程における蛍光スペクトルの劇的な変化と蛍光寿命の1桁以上の延伸,また集合体での波長選択的な高効率電子移動消光反応を見出した.そこで,協同的光応答に対する分子環境場・分子集合形態に依存した電子励起状態変調機構を解明し,その知見に基づいて多数励起分子によって集合体系でのみ形成される協同的作用に基づく電子準位制御を目標とした.
今年度は,ジベンゾイルメタンフッ化ホウ素錯体(BF2AVB)の非平衡分子集合状態の凍結と電子準位の決定を研究計画とし,実際の有機EL(OLED)への適用を行った.BF2AVBはその集合形態によって,紫色,青色,シアン色,緑色,橙色の発光を示すことがわかっている.これらの会合体形成と会合誘起エキシプレックス形成(AIEF)による全可視光域(青~緑~赤,+白)にわたるOLEDの発光色制御を達成した.これは,色素会合体がエキシプレックスを形成すること,さらにそのエキシプレックスが熱活性遅延蛍光によって高効率かつ低ロールオフな発光を示すことに起因している.以上の知見に基づいて,単分子発光/会合発光/AIEFを制御することで青~緑~赤だけでなく白色発光OLEDも作成することが可能であることを実証した.
2年間の研究を通して,結晶生成過程の蛍光可視化および非平衡電子準位の制御を達成することができた.これらの知見は,所望の構造を有する結晶を選択的に生成できる結晶化条件の提供,結晶多形発現機構解明のための比較的容易な計測方法として利用されることが期待され,高度な集合体構造制御に重要な知見をもたらすものである.さらに,非平衡電子準位を利用したデバイス応用も実証できた.

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

    (38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 (10件) (うち国際共著 3件、 査読あり 8件、 謝辞記載あり 6件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (25件) (うち国際学会 8件、 招待講演 12件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] リール第一大学/ENS Paris-saclay(フランス)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] ENS Cachan/Lille Univeristy/Universite Paris 13(フランス)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] AIE phenomena of a cyanostilbene derivative as a probe of molecular assembly process2017

    • 著者名/発表者名
      Fuyuki Ito, Jun-ichi Fujimori, Narumi Oka, Michel Sliwa, Cyril Ruckebusch, Syoji Ito and Hiroshi Miyasaka
    • 雑誌名

      Faraday Discussions

      巻: 196 ページ: 231-243

    • DOI

      10.1039/c6fd00162a

    • NAID

      120007100075

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Concentration-dependent fluorescence color tuning of the difluoroboron avobenzone complex in polymer films2017

    • 著者名/発表者名
      Fuyuki Ito and Chika Kikuchi
    • 雑誌名

      Bull. Chem. Soc. Jpn.

      巻: 90 号: 6 ページ: 709-713

    • DOI

      10.1246/bcsj.20170034

    • NAID

      130006770649

    • 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] Color Tuning of Avobenzone Boron Difluoride as an Emitter to Achieve Full-Color Emission2016

    • 著者名/発表者名
      Hin-Wai Mo, Youichi Tsuchiya, Yan Geng, Takehiro Sagawa, Chika Kikuchi, Hajime Nakanotani, Fuyuki Ito, and Chihaya Adachi
    • 雑誌名

      Adv. Funct. Mater.

      巻: 26 号: 37 ページ: 6703-6710

    • DOI

      10.1002/adfm.201601257

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 蛍光分子を用いる有機結晶核形成段階の可視化とメカニズムの解明2016

    • 著者名/発表者名
      伊藤冬樹
    • 雑誌名

      化学と工業

      巻: 69 ページ: 458-458

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] 結晶形成・成長の謎に蛍光で迫る2016

    • 著者名/発表者名
      伊藤冬樹
    • 雑誌名

      化学

      巻: 71 ページ: 70-71

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Fluorescence Enhancement of a Dicyanostilbene Derivative Film Casted from an Alcoholic Solution Triggered by UV light Irradiation2016

    • 著者名/発表者名
      Jun-ichi Fujimori, Akio Katsuki, Fuyuki Ito
    • 雑誌名

      Chem. Lett.

      巻: 45 号: 4 ページ: 421-423

    • DOI

      10.1246/cl.151195

    • NAID

      130005144004

    • 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] Substituent-Dependent Backward Reaction in Mechanofluorochromism of Dibenzoylmethanatoboron Difluoride Derivatives2016

    • 著者名/発表者名
      Takehiro Sagawa, Fuyuki Ito, Atsushi Sakai, Yudai Ogata, Keiji Tanaka, Hiroshi Ikeda
    • 雑誌名

      Photochem. Photobiol. Sci.

      巻: 15 号: 3 ページ: 420-430

    • DOI

      10.1039/c5pp00453e

    • NAID

      120007100077

    • 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] Direct Visualization of the Two-step Nucleation Model by Fluorescence Color Changes during Evaporative Crystallization from Solution2016

    • 著者名/発表者名
      Fuyuki Ito, Yukino Suzuki, Jun-ichi Fujimori, Takehiro Sagawa, Mitsuo Hara, Takahiro Seki, Ryohei Yasukuni, and Marc Lamy de la Chapelle
    • 雑誌名

      Sci. Rep.

      巻: 6 号: 1 ページ: 22918-22918

    • DOI

      10.1038/srep22918

    • NAID

      120007100076

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Properties and Evolution of Emission in Molecular Aggregates of a Perylene Ammonium Derivative in Polymer Matrices2015

    • 著者名/発表者名
      Fuyuki Ito, Hirofumi Sato, Yuri Ugachi, Narumi Oka, Syoji Ito and Hiroshi Miyasaka
    • 雑誌名

      Photochem. Photobiol. Sci.

      巻: 14 号: 10 ページ: 1896-1902

    • DOI

      10.1039/c5pp00196j

    • NAID

      120007101498

    • 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] Solvent Viscosity Effect on Triplet-Triplet Pair in Triplet Fusion2015

    • 著者名/発表者名
      Kana Yokoyama, Yusuke Wakikawa, Tomoaki Miura, Jun-ichi Fujimori, Fuyuki Ito and Tadaaki Ikoma
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry B

      巻: 119 号: 52 ページ: 15901-15908

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.5b11208

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Synergetic responses of the organic solids by the cooperative fluorescence modulation2017

    • 著者名/発表者名
      Fuyuki Ito
    • 学会等名
      Japan-France Workshop on photo-active nanomaterials with cooperative and synergetic responses
    • 発表場所
      ENS Paris-Saclay, France
    • 年月日
      2017-03-26
    • 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] Dynamics of Evaporative Crystallization Probed by Fluorescence Color Changes2017

    • 著者名/発表者名
      Fuyuki Ito
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会,アジア国際シンポジウム-有機結晶ディビジョン-
    • 発表場所
      慶應義塾大学
    • 年月日
      2017-03-16
    • 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] ジピロリルジケトンフッ化ホウ素錯体の溶媒蒸発結晶化過程における多形発現と相安定性2017

    • 著者名/発表者名
      岡 愛巳,伊藤冬樹,坂東勇哉,羽毛田洋平,山門陵平,前田大光,宮野哲也,藤内謙光,伊都将司,宮坂 博,尾関寿美男
    • 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
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ジベンゾイルメタンフッ化ホウ素錯体を導入したジフェニルアラニン誘導体の集合形態と蛍光特性2017

    • 著者名/発表者名
      狭川雄大,深港 豪,伊藤冬樹
    • 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
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Full-color emission tuning in OLED based on aggregation formation and aggregation induced exciplex formation2017

    • 著者名/発表者名
      Tsuchiya Youichi, Nakanotoni Hajime, Ito Fuyuki, Adachi Chihaya
    • 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
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 発光性ジケトン誘導体と層状ケイ酸塩との複合化2017

    • 著者名/発表者名
      廣瀬 睦,伊藤冬樹,岡田友彦
    • 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
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 蛍光変化で探る分子集合化過程のダイナミクス2017

    • 著者名/発表者名
      伊藤冬樹
    • 学会等名
      信州発!菌類・微生物×化学のコラボダイナミズム創発に向けて
    • 発表場所
      信州大学 長野(工学)キャンパス
    • 年月日
      2017-03-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 蛍光スペクトルを用いたコロイド粒子・結晶生成過程の研究2016

    • 著者名/発表者名
      伊藤冬樹
    • 学会等名
      信州コロイド&界面科学研究会第2回(2016年)研究討論会
    • 発表場所
      信州大学 長野(工学)キャンパス
    • 年月日
      2016-10-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ジピロリルジケトンフッ化ホウ素錯体の蛍光変化に基づく多形発現過程の追跡2016

    • 著者名/発表者名
      岡 愛巳,伊藤冬樹,坂東勇哉,羽毛田洋平,山門陵平,前田大光,尾関寿美男
    • 学会等名
      第25回有機結晶シンポジウム
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2016-09-18
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ジベンゾイルメタンフッ化ホウ素錯体の合成と粘土との複合化2016

    • 著者名/発表者名
      廣瀬 睦,伊藤冬樹,岡田友彦
    • 学会等名
      第60回粘土科学討論会
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2016-09-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 蛍光変化に基づくジベンゾイルメタンフッ化ホウ素錯体の溶媒蒸発結晶化における分子集合ダイナミクス2016

    • 著者名/発表者名
      伊藤冬樹,鈴木雪乃,藤森隼一,狭川雄大
    • 学会等名
      第10回分子科学討論会
    • 発表場所
      神戸ファッションマート
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Photochemistry of molecular-assembly systems probed by the cooperative fluorescence modulation2016

    • 著者名/発表者名
      Fuyuki Ito
    • 学会等名
      光化学討論会
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2016-09-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Direct Visualization of the Two-step Nucleation Model by Fluorescence Colour Changes during Evaporative Crystallization from Solution2016

    • 著者名/発表者名
      Fuyuki Ito
    • 学会等名
      12th International Workshop of the Crystal Growth of Organic Materials (CGOM12)
    • 発表場所
      Leeds University, UK
    • 年月日
      2016-06-26
    • 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] 蛍光変化をプローブとした有機分子集合化過程の研究2016

    • 著者名/発表者名
      伊藤冬樹
    • 学会等名
      超分子創製化学セミナー(第 66 回)
    • 発表場所
      立命館大学
    • 年月日
      2016-05-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Crystal formation process observed by the fluorescence color changes2016

    • 著者名/発表者名
      Fuyuki Ito
    • 学会等名
      Toward an international laboratory between France & Japan on Photochemistry
    • 発表場所
      French Embassy
    • 年月日
      2016-04-01
    • 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] Photochemistry of Molecular-assembly Systems Probed by the Fluorescence Modulation2016

    • 著者名/発表者名
      Fuyuki Ito
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学
    • 年月日
      2016-03-26
    • 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] ルミネッセンス化学研究を通した教員養成・アウトリーチ活動2016

    • 著者名/発表者名
      伊藤冬樹
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会 特別企画「ルミネッセンス化学アンサンブル」
    • 発表場所
      同志社大学
    • 年月日
      2016-03-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Fluorescence Visualization of Solvent Evaporative Crystallization2016

    • 著者名/発表者名
      Fuyuki Ito
    • 学会等名
      Seminar Invite Laboratoire CSPBAT
    • 発表場所
      Universite Paris 13
    • 年月日
      2016-02-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Cooperative fluorescence color changes of a dibenzoylmethane boron complex during the molecular assembling process2015

    • 著者名/発表者名
      Fuyuki Ito, Yukino Suzuki, Jun-ichi Fujimori and Takehiro Sagawa
    • 学会等名
      International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (PacifiChem 2015)
    • 発表場所
      Hawaii
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fluorescence Visualization of Molecular Assembly Processes during Solvent Evaporation2015

    • 著者名/発表者名
      Fuyuki Ito
    • 学会等名
      國立交通大學應用化學系 104年 前瞻跨領域基礎科學中心 尖端生物分子探測 専題演講
    • 発表場所
      台湾国立交通大学
    • 年月日
      2015-11-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 会合誘起増強発光性分子の分子集合化にともなう動的および静的蛍光変化2015

    • 著者名/発表者名
      伊藤冬樹,藤森隼一,岡 愛巳,伊都将司,宮坂 博
    • 学会等名
      第24回有機結晶シンポジウム
    • 発表場所
      広島大学
    • 年月日
      2015-11-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 蛍光変化に基づくジベンゾイルメタンフッ化ホウ素錯体の結晶生成ダイナミクス2015

    • 著者名/発表者名
      伊藤冬樹,鈴木雪乃,藤森隼一,狭川雄大
    • 学会等名
      2015年光化学討論会
    • 発表場所
      大阪市立大学
    • 年月日
      2015-09-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 非平衡分子集合体の電子励起状態での光応答協同性発現機構の解明2015

    • 著者名/発表者名
      伊藤冬樹
    • 学会等名
      アルプスサイエンスセミナー
    • 発表場所
      乗鞍ステーション(長野県松本市)
    • 年月日
      2015-08-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Molecular dynamics of initial stage of crystal formation process as detected by aggregation-induced emission2015

    • 著者名/発表者名
      Fuyuki Ito, Jun-ichi Fujimori, Shoji Ito and Hiroshi Miyasaka
    • 学会等名
      22nd International Conference on the Chemistry of the Organic Solid State (ICCOSS 2015)
    • 発表場所
      Niigata, Japan
    • 年月日
      2015-07-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fluorescence properties of Dibenzoylmethane Boron complex depending on the aggregated states in polymer films and crystallization process2015

    • 著者名/発表者名
      Fuyuki Ito, Yukino Suzuki, Jun-ichi Fujimori and Takehiro Sagawa
    • 学会等名
      27th International Conference on Photochemistry (ICP 2015)
    • 発表場所
      Jeju, Korea
    • 年月日
      2015-07-02
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] 研究室ホームページ

    • URL

      http://www.shinshu-u.ac.jp/faculty/education/course/science/chemistry2/index.html

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

URL: 

公開日: 2015-04-16   更新日: 2018-03-28  

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