| 研究課題/領域番号 |
21H02020
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| 研究機関 | 沖縄科学技術大学院大学 |
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研究代表者 |
嘉部 量太 沖縄科学技術大学院大学, 有機光エレクトロニクスユニット, 准教授 (00726490)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | 蓄光 / 電荷分離 / 有機半導体 / 電荷移動 / フォトルミネッセンス |
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| 研究実績の概要 |
蓄光材料は吸収した光エネルギーを電荷として蓄え、徐々に再結合することによって長時間の発光を可能とする。無機結晶にドーパントを加えた既存の無機蓄光材料に対して、我々が開発した有機蓄光材料はアモルファス状態で機能し、溶解性・柔軟性といった無機材料とは異なる機能を有する。一方で、無機材料に比べてキャリア間のクーロン相互作用が大きい有機材料では電荷分離効率が悪く、蓄光発光も向きに比べて弱い。
本年度は、これまでに蓄光発光が確認されたTPP分子に加えて、様々な光触媒材料について電子ドナーまたはアクセプターへの応用を検討した。電荷移動が可能となる適切なホスト材料を選択した場合、いくつかの光触媒分子で蓄光を確認することができた。レドックス安定な光触媒の蓄光への有用性が確認された。
この結果をもとに、ドナーユニットとアクセプターユニットのランダム共重合ポリマーを作成した。ドナー・アクセプター低分子の混合物の場合、相溶性や融点の差など、成膜プロセスの影響を受けるほか、時間変化によるドナー・アクセプター分子の相分離や凝集の可能性がある。ポリマー型の場合は、これらの問題点を解決可能である。ドナー・アクセプターを含むポリマー単体の発光特性を確認した結果、蓄光発光を確認することができた。膜の均一性から熱物性解析にも適しており、低分子混合膜に比べても良好な熱刺激発光特性を観測することができ、トラップ深さの解析や発光メカニズムの解明にもつながった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
様々な光触媒分子を利用した蓄光発光を確認し、レドックスの安定な分子が蓄光発光に有用であることを見いだした。また計画通り、この分子構造を利用したポリマーの合成に成功し、ポリマー単体からの蓄光発光を実現している。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は蓄光ポリマーに添加蛍光剤・トラップ材料を添加することでさらなる高性能化を目指す。またトラップ材料も共重合することで、より安定な蓄光ポリマーを実現する。微粒子化および汎用ポリマーとの混練によって、安定なポリマー型有機蓄光を実現する。
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