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2022 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梶との共同研究を進め、熱活性遅延蛍光(TADF)材料のコンフォメーション解析を進めた。具体的には、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のNMRシミュレーションを行い、13C, 2HラベルしたTADF材料の合成、固体NMR測定を行い、非晶膜中におけるをねじれ角の分布を明らかにすることができた。
さらに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を行い、現在その解析を進めている。
また、本年度はNMRのノイズ除去法を新たに開発した。本手法を用いることによりNMR解析の精密化、測定時間の短縮、使用サンプル量の低減が期待される。

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梶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。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の測定結果とシミュレーション結果との比較からねじれ角の分布に踏み込んだ解析を行うことができた。また、TADF材料の運動性解析に関しては、測定データは得られたもののノイズが多く詳細な解析が困難であった。そこで新たな展開としてNMRのノイズ除去法を開発にまで至った。この手法はESR等のNMR以外の測定法にも展開可能である。
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

本年度に開発したNMRのノイズ除去法は、1次元測定に加え2次元にも適用可能であり、通常長時間を要するNMR測定時間の短縮、サンプル量の低減が可能である。加えてESR測定やラマン分光測定等にも応用することが可能であるため、今後、共同研究としてA02小堀や山方のデータ解析に展開していく。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 4件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Thioxanthone-containing blue thermally activated delayed fluorescent emitter2023

    • 著者名/発表者名
      Natsuko Kanno, Yongxia Ren, Yu Kusakabe, Katsuaki Suzuki, Katsuyuki Shizu, Hiroyuki Tanaka, Yoshimasa Wada, Hiromichi Nakagawa, Jan Geldsetzer, and Hironori Kaji
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Express

      巻: 16 ページ: 11006

    • DOI

      10.35848/1882-0786/acb3ad

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Donor-Acceptor 10-Cycloparaphenylene and Its Use as an Emitter in an Organic Light-Emitting Diode2023

    • 著者名/発表者名
      Dongyang Chen, Yoshimasa Wada, Yu Kusakabe, Liansheng Sun, Eiichi Kayahara, Katsuaki Suzuki, Hiroyuki Tanaka, Shigeru Yamago, Hironori Kaji, and Eli Zysman-Colman
    • 雑誌名

      Org. Lett.

      巻: 25 ページ: 998-1002

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.3c00127

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Dynamic nuclear polarization - nuclear magnetic resonance for analyzing surface functional groups on carbonaceous materials2023

    • 著者名/発表者名
      Hideka Ando, Katsuaki Suzuki, Hironori Kaji, Takashi Kambe, Yuta Nishina,Chiyu Nakano, Kazuma Gotoh
    • 雑誌名

      Carbon

      巻: 206 ページ: 84-93

    • DOI

      10.1016/j.carbon.2023.02.010

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Imidazole Acceptor for Both Vacuum-Processable and Solution-Processable Efficient Blue Thermally Activated Delayed Fluorescence2022

    • 著者名/発表者名
      Yu Kusakabe, Yoshimasa Wada, Tomoya Misono, Katsuaki Suzuki, Katsuyuki Shizu and Hironori Kaji
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 7 ページ: 16740 - 16745

    • DOI

      10.1021/acsomega.2c01308

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Near-infrared-red-orange thermally activated delayed fluorescence emitters using a strong tetracoordinated difluoroboronated acceptor2022

    • 著者名/発表者名
      Yongxia Ren, Hiromichi Nakagawa, Katsuaki Suzuki, Weizhe Hu and Hironori Kaji
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 61 ページ: 081001[1-5]

    • DOI

      10.35848/1347-4065/ac7a7c

    • 査読あり
  • [学会発表] 高効率TADF分子の開発と固体NMRによる有機非晶材料の構造解析2023

    • 著者名/発表者名
      ○鈴木 克明, 梶 弘典
    • 学会等名
      International CPL and CPEL Conference 2023
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] チオキサントンを用いた新規熱活性化遅延蛍光材料の開発2023

    • 著者名/発表者名
      〇菅野 奈都子, Ren Yongxia, 日下部 悠, 鈴木 克明, 志津 功將, 和田 啓幹, Geldsetzer Jan, 梶 弘典
    • 学会等名
      第70回応用物理学会春季学術講演会
  • [学会発表] Structural Analysis of Organic Semiconducting Materials By Solid State NMR2022

    • 著者名/発表者名
      K. Suzuki , H. Kaji
    • 学会等名
      241st ECS Meeting
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 固体 NMR による有機 EL 発光材料の定量的非晶構造解析2022

    • 著者名/発表者名
      ○梶 弘典 、鈴木 克明
    • 学会等名
      第 61 回 NMR 討論会(2022)
    • 招待講演
  • [学会発表] Molecular scale analysis of charge transport in organic amorphous systems by multiscale simulation2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Sato, Hironori Kaji
    • 学会等名
      ICEL2022
    • 国際学会
  • [学会発表] Thioxanthone‐containing Blue Thermally Activated Delayed Fluorescent Emitter2022

    • 著者名/発表者名
      Natsuko Kanno, Yongxia Ren, Yu Kusakabe, Katsuaki Suzuki, Katsuyuki Shizu, Hiroyuki Tanaka,
    • 学会等名
      ICEL2022
    • 国際学会

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公開日: 2023-12-25  

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