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固体刺激応答特性を有するエラストマーラッピングソフトCPL材料の開発

公募研究

研究領域ソフトクリスタル:高秩序で柔軟な応答系の学理と光機能
研究課題/領域番号 20H04678
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
研究機関近畿大学

研究代表者

今井 喜胤  近畿大学, 理工学部, 准教授 (80388496)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2021年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2020年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード円偏光発光 / 磁気円偏光発光 / 円偏光電界発光 / 磁気円偏光電界発光 / CPL / MCPL / CPEL / MCPEL / ソフトクリスタル / エラストマー / キラル / 蛍光
研究開始時の研究の概要

発光には、左回転・右回転2種類の回転する光:円偏光発光(CPL)が存在し、今までにない新しい光学特性を有する。
本研究では、CPLを発する発光体を、熱で柔らかくなり、かつ伸縮・成型容易な高分子中に混ぜることにより、様々な外部刺激(加熱・伸縮・圧縮・磁場)により、CPLのスイッチング・記憶・増幅・消去さらにはCPL波長のチューニングを可能にする次世代ソフトCPL材料を開発する。

研究実績の概要

本研究課題は、発光体を、エラストマーなどの有機高分子中あるいは無機固体中にドーピングすることにより、機能性を有するソフト円偏光発光(CPL)材料を開発するものである。機能性ソフトCPL材料への展開を指向し、外部環境を変化させることにより、CPL特性を制御できる非古典的円偏光発光(NC-CPL)システムについて検討した。
まず、ぺリレン骨格のベイポジションのπ共役を拡張した新規光学活性ペリレンジイミド発光体の合成に高収率で成功した。有機高分子PMMA-filmに、合成したぺリレンジイミド発光体をドープし、CPLスペクトルを測定したところ、ペリレン由来のCPLを観測し、置換基を拡張することにより異方性の増加が観測された。興味深いことに、置換基の違いにより、同じキラリティーを有しているにも関わらずCPL符号の完全な反転が観測された。
続いて、ラセミ体の有機-無機ハイブリッドイリジウム発光体Ir(Ⅲ)(piq)3, Ir(Ⅲ)(ppy)3, Ir(Ⅲ)(F2-ppy)2(pic)および Ir(Ⅲ)(BT)2(acac)において、赤色、緑色、青色、黄色の磁気円偏光発光(MCPL)特性の発現に成功した。外部磁場の方向を反転させることにより、MCPLの符号を反転させることに成功した。この有機イリジウム(III)錯体Ir(III)(ppy)3とIr(III)(ppy)2(acac)を発光層に埋め込むことにより,外部磁場誘起円偏光電界発光(MCPEL)デバイスを開発した。このデバイスは、CPELを発し、その光の回転方向は、Ir(III)錯体の配位子の種類とファラデー配置に基づく磁気の方向で制御することに成功した。

現在までの達成度 (段落)

令和3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

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] External Magnetic Field-Driven Ambidextrous Circularly Polarized Electroluminescence from Organic Light-Emitting Diodes Containing Racemic Cyclometalated Iridium(III) Complexes2022

    • 著者名/発表者名
      Hara, K.; Morimoto, A.; Matsudaira, K.; Suzuki, S.; Yagi, S.; Fujiki, M.; Imai, Y.
    • 雑誌名

      ChemPhotoChem.

      巻: 6 号: 4 ページ: 1-5

    • DOI

      10.1002/cptc.202100253

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Circularly polarized luminescence from π-conjugated chiral perylene diimide luminophores: The bay position effect2021

    • 著者名/発表者名
      Kitahara, M.; Mishima, K.; Hara, N.; Shizuma, M.; Kanesaka, A.; Nishikawa, H.; Imai, Y.
    • 雑誌名

      Asian J. Org. Chem.

      巻: 10 号: 11 ページ: 2969-2974

    • DOI

      10.1002/ajoc.202100483

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Red-Green-Blue-Yellow (RGBY) Magnetic Circularly Polarised Luminescence (MCPL) from Optically Inactive Phosphorescent Ir(III) Complexes2021

    • 著者名/発表者名
      Kitahara, M.; Suzuki, S.; Matsudaira, K.; Yagi, S.; Fujiki, M.; Imai, Y.
    • 雑誌名

      ChemistrySelect

      巻: 6 号: 41 ページ: 11182-11187

    • DOI

      10.1002/slct.202103117

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetic Circularly Polarized Luminescence from Pt II OEP and F2‐ppyPt II (acac) under North‐up and South‐up Faraday Geometries2021

    • 著者名/発表者名
      Matsudaira Kana、Mimura Yuki、Hotei Junichi、Yagi Shigeyuki、Yamashita Ken‐ichi、Fujiki Michiya、Imai Yoshitane
    • 雑誌名

      Chemistry An Asian Journal

      巻: 16 号: 8 ページ: 926-930

    • DOI

      10.1002/asia.202100172

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sign inversion in magnetic circularly polarised luminescence of fused aromatics with 1.6 T N-up/S-up Faraday geometry2021

    • 著者名/発表者名
      Toda Hayato、Hara Nobuyuki、Fujiki Michiya、Imai Yoshitane
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 11 号: 3 ページ: 1581-1585

    • DOI

      10.1039/d0ra09233a

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Controlling the sign of Excimer‐Origin Circularly Polarised Luminescence by Balancing Hydrophilicity/Hydrophobicity in Bipyrenyl Arginine Peptides2020

    • 著者名/発表者名
      Mimura Yuki、Motomura Yuki、Kitamatsu Mizuki、Imai Yoshitane
    • 雑誌名

      Asian Journal of Organic Chemistry

      巻: 10 号: 1 ページ: 149-153

    • DOI

      10.1002/ajoc.202000463

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Excimer-origin CPL vs. monomer-origin magnetic CPL in photo-excited chiral binaphthyl-ester-pyrenes: critical role of ester direction2020

    • 著者名/発表者名
      Okada Hana、Hara Nobuyuki、Kaji Daiki、Shizuma Motohiro、Fujuiki Michiya、Imai Yoshitane
    • 雑誌名

      Physical Chemistry Chemical Physics

      巻: 22 号: 25 ページ: 13862-13866

    • DOI

      10.1039/d0cp02215b

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] イリジウム錯体によるRGB+Y磁気円偏光発光(MCPL)と磁気円偏光有機発光ダイオード(MCP-OLED)2022

    • 著者名/発表者名
      北原 真穂・鈴木 聖香・森本 あみ・松平 華奈・八木 繁幸・藤木 道也・今井 喜胤
    • 学会等名
      日本化学会 第102春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] バイアリール発光体からの円偏光発光(CPL)および磁気円偏光発光(MCPL)2021

    • 著者名/発表者名
      岡田 啓汰、戸田 隼人、池田 進太郎、靜馬 基博、宮坂 誠、今井 喜胤
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2022-12-28  

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