研究課題
一般に、リン光性遷移金属錯体の発光量子収率が低下する原因は、大きく構造が歪んだ金属中心の励起状態であるdd状態を経由して速やかに失活する熱的失活過程の存在である。この金属中心の励起状態を経由した熱失活が起きやすいと、室温でリン光寿命が著しく短くなり、量子収率の低下が起きる。本研究では、非制限ハイブリッドDFTレベルの理論計算で励起状態のポテンシャルエネルギー曲面(PES)を計算し、それに基づき熱失活経路を探査することで、熱失活に伴う詳細な構造変化の解明を行った。さらに、リン光の熱失活の活性化体積を測定し、量子化学計算で得られた構造変化の大きさと比較検討することで、量子化学計算を検証する方法を確立した。この手法に基づき、d6型遷移金属錯体として代表的な[Ru(bpy)3]2+ (bpy=2,2’-bipyridine)について、リン光状態と分子体積の大きな四面体構造のddとが熱的平衡状態にありdd→GSが律速であることを、活性化体積の大きさから明らかにした。また、d8型のリン光性遷移金属錯体であるシクロメタレート白金（II）錯体のリン光状態が、４配位シーソー型dd状態を経由して失活することを明らかにした。白金(I)ジアセチル錯体について、極低温分光によりリン光状態の精密な電子状態を明らかにした。さらに、この錯体をクロモフォアとした光誘起電子移動系を合成し、それを光増感色素とした太陽電池を製作して、光電変換性能を評価した。また、ジシアノ金（Ｉ）錯体を光励起した際に生じる金属中心の励起状態の失活過程について、超高速過渡吸収分光測定と非制限ハイブリッドDFTレベルで計算した励起状態のポテンシャルエネルギー曲面(PES)に基づき、励起多量体の形成と構造緩和の詳細なメカニズムを初めて明らかにした。
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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Physical Chemistry Chemical Physics
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