| 研究領域 | 感応性化学種が拓く新物質科学 |
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| 研究課題/領域番号 |
24109009
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| 研究機関 | 大阪府立大学 |
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研究代表者 |
池田 浩 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30211717)
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| 研究期間 (年度) |
2012-06-28 – 2017-03-31
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| キーワード | 有機化学 / 有機EL / 低炭素 / 熱ルミネッセンス / DFT計算 / 電子移動反応 / 光化学反応 / レーザーフラッシュフォトリシス |
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| 研究概要 |
本研究では，正・逆電子移動反応に感応して生じる励起ビラジカルの発光特性を明らかにし，前例のない高機能発光素子「有機ラジカルEL」を創製する．具体的には次の三つの課題を扱う．
課題１：（系I）励起三重項トリメチレンメタン型ビラジカルT-2・・*および（系II）励起一重項シクロヘキサ-1,4-ジイルS-4・・*の熱ルミネッセンス（TL）の観測と機構解明
課題２：T-2・・*を用いた「有機ラジカルEL」の創製
課題３：S-4・・*を用いた「励起有機πラジカル系の軌道相互作用」の解明
詳細な研究項目は，次の①～⑨からなる．①合成，②γ線およびX線誘起TL，③ダブルレーザー法，④量子化学計算，⑤置換基効果，⑥「有機ラジカルEL」のメリットの考察，⑦「有機ラジカルEL」の開発，⑧「励起有機πラジカル系の軌道相互作用」の解明，⑨総括
本年度は，課題１に関し，2-(1-ナフチル)-2-フェニルメチレンシクロプロパン（1-NpPhMCP）および対応する2-ナフチル体（2-NpPhMCP）のTL実験を行い，それぞれ青緑色および赤色の発光を得た．ダブルレーザー法などの実験から，主としてその三重項状態T-1-NpPhMCP*からの燐光発光であるのに対し，後者では主として対応するT-2・・*からの三重項―三重項蛍光発光であることを見出した．本年度はさらに，課題２に関して重要な，T-2・・*の発光量子収量および発光寿命測定を行った．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
本年度は，重点課題１に関し，2-(1-ナフチル)-2-フェニルメチレンシクロプロパン（1-NpPhMCP）および2-(2-ナフチル)-2-フェニルメチレンシクロプロパン（2-NpPhMCP）の熱ルミネッセンス実験（下記②）を行い，それぞれ青緑色および赤色の発光を得た．これは以前より当研究グループが把握している対照的な実験結果であるが，発光に関する置換基効果など純粋化学的な観点からも，有機ラジカルＥＬなど応用化学の観点からも，この対照的な結果を合理的に説明する必要があったが，それが長らくできないでいた．
本研究では，関連基質との比較やダブルレーザー法などの実験から，この対照的な結果は，前者では開環反応が遅く，主としてその三重項状態T-1-NpPhMCP*からの燐光発光であるのに対し，後者では開環反応が速く，主として対応する励起三重項トリメチレンメタン型ビラジカルT-1-NpPhMCP*からの三重項―三重項蛍光発光であることを明らかにした．さらに，重点課題２に関して重要な，T-2・・*の発光量子収率および発光寿命測定にも成功した．これらの結果は本新学術領域研究の計画研究を大きく発展させるものであるので，上記の達成度と判断した．
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| 今後の研究の推進方策 |
本年度は，課題１に関し，2-(1-ナフチル)-2-フェニルメチレンシクロプロパン（1-NpPhMCP）および対応する2-ナフチル体（2-NpPhMCP）の熱TL実験（下記②）を行い，それぞれ青緑色および赤色の発光を得た．これは以前より当研究グループが把握している対照的な実験結果であるが，発光に関する置換基効果など純粋化学的な観点からも，有機ラジカルＥＬなど応用化学の観点からも，この対照的な結果を合理的に説明する必要があったが，それが長らくできないでいた．
本研究では，関連基質との比較やダブルレーザー法などの実験から，この対照的な結果は，前者では開環反応が遅く，主としてその三重項状態T-1-NpPhMCP*からの燐光発光であるのに対し，後者では開環反応が速く，主として対応する励起三重項トリメチレンメタン型ビラジカルT-1-NpPhMCP*からの三重項―三重項蛍光発光であることを明らかにした．さらに，課題２に関して重要な，T-2・・*の発光量子収率および発光寿命測定にも成功した．これらの結果は本新学術領域研究の計画研究を大きく発展させるものであるので，上記の達成度と判断した．
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