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2021 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、A03家との共同研究を進め、有機電界効果トランジスタに用いる、フッ素を含有するn型半導体とドナー材料の混合物について、19Fを活用した固体NMR測定とその凝集構造解析を行った。提供を受けた材料についてフッ素原子周辺の、分子あるいは原子の情報をえることにより、凝集構造とトランジスタ性能の相関を明らかにすることが目的である。19F-13Cの相関測定から、混合状態においても結晶に近い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、昨年度より引き続き、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のNMRシミュレーションを行い、また実際に、13C, 2HラベルしたTADF材料の合成ををA03梶との共同研究により進めた。また、ドナーアクセプター型のTADF材料について、その連結部にあるベンゼン環の運動と発光特性の相関を解明するために、TADF分子の各原子における化学シフト異方性測定に着手した。

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、A03家との共同研究を進め、有機電界効果トランジスタに用いるドナー・アクセプター混合物の構造解析を行った。材料の凝集構造とトランジスタ性能の構造-物性相関の解析を行う基盤ができつつある。また、TADF材料のコンフォメーション解析に関しても、二次元固体NMRの測定結果が得られつつあり、シミュレーションとの比較により、ねじれ角の分布を含めた解析が進行中である。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

A03家との共同研究については、ドナー・アクセプターの混合比を、トランジスタ性能が最も高くなるように最適化したと試料について固体NMR測定を行い、凝集構造解析を進め、構造と物性の相関解明を行る。TADF材料のコンフォメーション解析に関しては、シミュレーションと二次元固体NMRの実測との比較を行い、ねじれ角の分布を含めた評価を進める。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Band-like Transport of Charge Carriers in Oriented Two-Dimensional Conjugated Covalent Organic Frameworks2022

    • 著者名/発表者名
      Samrat Ghosh, Yusuke Tsutsui, Takahiro Kawaguchi, Wakana Matsuda, Shusaku Nagano, Katsuaki Suzuki, Hironori Kaji and Shu Seki
    • 雑誌名

      Chem. Mater.

      巻: 34 ページ: 736-745

    • DOI

      10.1021/acs.chemmater.1c03533

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] N-Adamantylphthalimide-based thermally activated delayed fluorescence emitter for solution-processed organic light-emitting diodes2021

    • 著者名/発表者名
      Masaya Shibano, Katsuaki Suzuki, Hironori Kaji and Toshiyuki Takano
    • 雑誌名

      Chem. Lett.

      巻: 50 ページ: 1953 - 1955

    • DOI

      10.1246/cl.210446

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Near-Unity Singlet Fission on a Quantum Dot Initiated by Resonant Energy Transfer2021

    • 著者名/発表者名
      Zhang, J., Sakai, H., Suzuki, K., Hasobe, T., Tkachenko, N., Chang, I., Hyeon-Deuk, K., Kaji, H., Teranishi, T. and Sakamoto, M.
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 143 ページ: 17388 - 17394

    • DOI

      10.1021/jacs.1c04731

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multichromophore Molecular Design for Efficient Thermally Activated Delayed Fluorescence Emitters with Near-Unity Photoluminescence Quantum Yields2021

    • 著者名/発表者名
      Chen, D., Kusakabe, Y., Ren, Y., Sun, D., Rajamalli, P., Wada, Y., Suzuki, K., Kaji, H. and Zysman-Colman, E.
    • 雑誌名

      J. Org. Chem.

      巻: 86 ページ: 11531-11544

    • DOI

      10.1021/acs.joc.1c01101

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Efficient blue thermally activated delayed fluorescence emitters showing very fast reverse intersystem crossing2021

    • 著者名/発表者名
      Ren, Y., Wada, Y., Suzuki, K., Kusakabe, Y., Geldsetzer, J. and Kaji, H.
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Express

      巻: 14 ページ: 071003 1-5

    • DOI

      10.35848/1882-0786/ac06df

    • 査読あり
  • [学会発表] A Molecular Design Achieving Very Fast Reverse Intersystem Crossing2021

    • 著者名/発表者名
      Yongxia Ren, Yoshimasa Wada, Katsuaki Suzuki, Yu Kusakabe, Jan Geldsetzer, Hironori Kaji
    • 学会等名
      The 13th Asian Conference on Organic Electronics (A-COE2021)
    • 国際学会
  • [学会発表] 固体 NMR を用いた有機半導体材料の分子配向解析2021

    • 著者名/発表者名
      鈴木 克明, 梶 弘典
    • 学会等名
      2021年光化学討論会
    • 招待講演
  • [学会発表] Thioxanthone-based efficient blue thermally activated delayed fluorescence emitter showing very fast reverse intersystem crossing2021

    • 著者名/発表者名
      Yongxia Ren, Yoshimasa Wada, Katsuaki Suzuki, Yu Kusakabe, Jan Geldsetzer, Hironori Kaji
    • 学会等名
      「有機EL討論会」第33回例会・15周年記念公開シンポジウム
  • [学会発表] Achieving very fast reverse intersystem crossing by heavy atom effect2021

    • 著者名/発表者名
      Yongxia Ren, Yoshimasa Wada, Katsuaki Suzuki, Yu Kusakabe, Jan Geldsetzer,Hironori Kaji
    • 学会等名
      The 6th International TADF Workshop
    • 国際学会

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公開日: 2022-12-28  

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