| 研究課題/領域番号 |
20K05446
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| 研究機関 | 富山大学 |
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研究代表者 |
野崎 浩一 富山大学, 学術研究部理学系, 教授 (20212128)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 蛍光アップコンバージョン / 銅(I)錯体 / 結晶薄膜 / 励起緩和ダイナミクス |
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| 研究実績の概要 |
１．結晶薄膜のフェムト秒蛍光アップコンバージョン測定装置の改良
拡散反射法による蛍光アップコンバージョン測定では、粉末試料中への励起光の侵入深さに分布が生じるために、高い時間分解能を得ることが難しい。そこで我々は、固体を薄膜化し透過法で測定すれば、このような光路長の分布が生じずに高い時間分解能が得られることに着目して、薄膜試料用の蛍光アップコンバージョン装置を開発している。今年度は既存の装置について、集光系を従来の軸外し楕円鏡から大型の反射型対物レンズに変更し、また回折型分光器をスループットの高いものに変更するなどの改良を行った。これにより従来よりも集光系の調整が大幅に簡略化でき、信号のSN比も約15倍程度向上して、測定にかかる時間を大幅に短縮することができた。
２．ハロゲン架橋銅(I)二核錯体の固体中での励起ダイナミクスの解析
最初に有機EL素子の発光材料に応用された銅(I)錯体である[Cu(μ-I)dppb]2のニート蒸着膜について、フェムト秒蛍光アップコンバージョン測定とピコ秒時間分解発光スペクトル測定を行った。この錯体にはXLCTとMLCTの二種類の発光状態があり、単結晶中ではXLCT由来のシャープな発光スペクトルを示し、溶液中ではMLCT由来のブロードな発光スペクトルを示すことが知られている。ニート蒸着膜については、作成条件に依存してXLCTとMLCTの２つの状態からの発光が混ざったスペクトルが観測された。さらに、励起直後に生じた一重項MLCTが三重項MLCTへの項間交差が数十ピコ秒で起きることが観測された。銅(I)のMLCT状態によく見られるヤーンテラー変形に起因する大きな構造変化の時定数についてはまだ決定できておらず、現在検討中である。
またDFT計算により、[Cu(μ-I)dppb]2のXLCTとMLCTの励起状態について構造最適化を行い、２つの励起状態での銅原子周りの配位構造の違いを明らかにした。
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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
フェムト秒蛍光アップコンバージョン装置の改良については、ほぼ計画通りに進めることができた。しかし測定中に、光損傷による薄膜試料の劣化が無視できないことが分かったため、今後光損傷を最小限にするための何らかの工夫が必要である。
[Cu(μ-I)dppb]2の蒸着膜についての励起ダイナミクスについては、大まかな部分は解明できたが、光物性が蒸着条件などに依存するため、光物性の再現性などについて今後の検討が必要である。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後、フェムト秒蛍光アップコンバージョン装置について、測定中の薄膜試料の光損傷を最小限にするために、励起光側にシャッターを入たり、測定データが試料劣化に影響されにくくするように測定プログラムの改良をおこなう。
[Cu(μ-I)dppb]2の蒸着膜についての励起ダイナミクスについては、蒸着条件を変えて発光物性と時間分解発光スペクトル測定を行い、構造緩和ダイナミクスの時定数を決定する。また、光物性の蒸着条件への依存性を明らかにする。
また、XLCT状態での構造変化ダイナミクスについて、一般的な傾向をつかむため、XLCTからの発光を示す他の銅(I)錯体を合成し、励起ダイナミクスを解析する。
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