| 研究課題/領域番号 |
16K05743
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
務台 俊樹 東京大学, 生産技術研究所, 助教 (80313112)
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| 研究分担者 |
重光 保博 長崎大学, 工学研究科, 准教授 (50432969)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 固体発光 / 結晶構造 / プロトン移動 / 結晶多形 / 蛍光発光 / 計算化学 |
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| 研究実績の概要 |
分子集積構造に依存して固体発光特性が変化する「集積構造依存型発光」は、分子の化学構造を変えずに発光が制御できる系として注目されるが、分子集積構造と固体発光特性との関連性の理解はいまだ遠い。本研究は集積構造依存型発光を示す『同一の』発光ユニットを有する化合物ライブラリを作成し、各種測定と高精度の計算化学による励起状態計算を通じてこれを明らかにすることを目的とする。さらに、熱や圧力、溶媒などの外部刺激での分子集積構造変換を制御因子とする、新しい有機固体光機能材料への展開を目指す。
本年度は、先導構造として用いる分子内水素結合を有する2'-ヒドロキシフェニルイミダゾ[1,2-a]ピリジン（HPIP）誘導体について、以下の成果を得た。
１．分子の励起状態を評価する計算化学について、より単純化されたグラフ理論に基づくトポロジー共鳴エネルギー (TRE)法について一連の検討をおこなった。その結果、TRE法は定量的な評価には注意を要するものの計算時間が大幅に短縮できることから、分子設計において多数の候補からのスクリーニングに利用できる可能性が示された。
２．比較的小さな官能基（メチル、ハロゲンなど）を有するHPIP誘導体を合成し、まず溶液中における単分子状態での吸収・蛍光特性を評価した。複数の化合物について、結晶構造に依存して異なる発光色を示すことを確認し、次年度以降に計画している結晶構造と固体発光特性との関連性評価に向けた基礎データを収集できた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
計算化学的手法として、当初の研究計画にはなかったトポロジー共鳴エネルギー (TRE)法の利用可能性の検討を優先し、特に新規分子の設計プロセスを合理的に促進できることを示した。化合物の合成や物性評価については、次年度に一部を繰り越すこととしたが、研究全体としては概ね順調に進展していると判断できる。
以上より自己評価として【 (2) おおむね順調に進展している。】とした。
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| 今後の研究の推進方策 |
本年度得られた結果をもとに、HPIP誘導体の合成および結晶の作成、さらに結晶構造に依存した発光色を示す化合物の探索など、化合物合成と物性評価を中心に研究を進める。また、集積構造依存型発光を示す系については、高精度計算による評価を開始し、結晶の発光特性機構の解析に向けた基本的な知見を得る。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
当初計画において、本年度は化合物合成と物性評価を中心に研究を推進する予定であった。しかし、次年度以降に計画していた計算化学による機構解析について、新たな計算手法の有用性を先に検討することが必要と判断し、研究計画を変更して本年度は計算化学的な検討を進めた。その結果、化合物合成や物性測定として見込んでいた物品費の一部を次年度に執行することとしたため、次年度使用額が生じた。
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| 次年度使用額の使用計画 |
計算手法の有用性の検討は成功裏に終了したことから、次年度は化合物合成と物性測定について集中的に推進することとし、次年度使用分と翌年度分を合わせてその費用として使用する。
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