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2020 年度 実績報告書

固体NMRによる動的エキシトン構造体の時空間解析

計画研究

研究領域動的エキシトンの学理構築と機能開拓
研究課題/領域番号 20H05837
研究機関京都大学

研究代表者

鈴木 克明  京都大学, 化学研究所, 助教 (90747859)

研究期間 (年度) 2020-11-19 – 2025-03-31
キーワード動的エキシトン / 固体NMR / 非晶 / 有機EL / 有機薄膜太陽電池
研究実績の概要

本年度は、A01今堀・梅山との共同研究で有機薄膜太陽電池に用いる非フラーレンアクセプターの凝集構造解析を行った。提供を受けたアクセプター-ドナー-アクセプター化合物は凝集状態において、非常に長い励起子寿命を示し、その構造解析により、非フラーレン型の高効率有機薄膜太陽電池材料の開発に重要な知見が得られると期待される。高速回転下におけるプロトン相関測定やプロトン-炭素相関測定により、アクセプター材料は、アクセプターとドナーがスタックする形の凝集構造をとっていることを明らかにした。
また、熱活性遅延蛍光(TADF)材料のコンフォメーション解析に関しては、ドナー-アクセプター間のねじれ角について、分布を含めた解析を行うため、13C, 2HラベルしたTADFについて、2次元NMR測定を行うこととした。どの位置にラベルをするのが最適かを検討するため、NMRスペクトルのシミュレーションを行い、ラベル位置の候補を探索した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本年度は主に、A01今堀・梅山との共同研究を行い、非フラーレン型アクセプター材料の構造解析を行い、分子間パッキングに関する情報を得ることができた。今回得られた結果をもとに、光電変換層として用いられるドナー・アクセプター混合系の構造解析へ展開可能である。また,TADF材料のコンフォメーション解析に関してもより詳細な構造情報を与える二次元固体NMR法を、展開する基盤を構築することができたといえる。以上のことから研究はおおむね順調に進んでいると考えられる。

今後の研究の推進方策

A01今堀・梅山との共同研究に関しては、有機薄膜太陽電池の活性層となるドナー材料とアクセプター材料を混合した非晶膜について、凝集構造解析を進めていくと同時に、緩和時間測定によりドナーとアクセプターの相分離構造の解析も進める。TADF材料のコンフォメーション解析に関しては、シミュレーションにより得られた結果をもとに、ラベル材料の合成を進め、2次元固体NMR測定から、ねじれ角の分布を含めた解析を進める。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2020

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件)

  • [雑誌論文] Identification of Prime Factors to Maximize the Photocatalytic Hydrogen Evolution of Covalent Organic Frameworks2020

    • 著者名/発表者名
      Ghosh, S., Nakada, A., Springer, M., Kawaguchi, T., Suzuki, K., Kaji, H., Baburin, I., Kuc, A., Heine, T., Suzuki, H., Abe, R. and Seki, S.
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 142 ページ: 9752-9762

    • DOI

      10.1021/jacs.0c02633

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Thermally Activated Delayed Fluorescence Benzyl Cellulose Derivatives for Nondoped Organic Light-Emitting Diodes2020

    • 著者名/発表者名
      Shibano, M., Ochiai, H., Suzuki, K., Kamitakahara, H., Kaji, H. and Takano, T.
    • 雑誌名

      Macromolecules

      巻: 53 ページ: 2864-2873

    • DOI

      10.1021/acs.macromol.9b02644

    • 査読あり

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公開日: 2022-12-28  

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