| 研究課題/領域番号 |
26248033
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
大北 英生 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50301239)
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| 研究分担者 |
辨天 宏明 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (60422995)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 励起子拡散 / 次元性 / H凝集 / J凝集 / 非緩和励起子 / 一重項分裂 |
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| 研究実績の概要 |
平成27年度は、以下の研究項目ついて検討した。
【 2次元結晶場での励起子拡散】数百nmスケールの2次元のテラス状結晶を示す結晶性共役高分子（pBTTT）について、一重項励起子ダイナミクスを検討した。その結果、一重項励起子は、1次元フィブリル状結晶からなるRR-P3HTと同様に、1次元拡散ダイナミクスを示すことを明らかにした。高分解能AFMにより2次元のテラス状結晶ドメインを観察した結果、数十nmのグレインからなる集合構造であることが分かった。以上の結果から、2次元のテラス状結晶を構成するグレイン内でのπスタック方向への1次元拡散が支配的であると考えられる。
【励起子拡散ダイナミクス】RR-P3HTは通常H凝集構造の結晶相を示すが、膜表面において高度に結晶化したRR-P3HTではJ凝集性を示すことを見出した。さらに、この高結晶性RR-P3HTの励起子ダイナミクスを観測したところ、一重項励起子が数psで高速に失活することを発見した。通常、P3HTでの励起子寿命は数百psであり、これまで報告されているものとは全く異なる。つまり、高度に結晶化したドメインでは、従来の結晶とは全く異なる電子励起状態を形成していることを示唆している。
【非緩和励起状態からの一重項励起子分裂】3次元状に微結晶が分散した膜形態をとる狭バンドギャップ共役高分子PTB1における励起子ダイナミクスを検討したところ、励起直後に一重項励起子とともに三重項励起子が同時に生成する現象を見出した。励起波長依存性を検討したところ、三重項励起子のエネルギー準位の2倍相当の励起波長より短波長側で励起したときにのみ三重項励起子の高速生成が起こることから振動緩和する前のホット励起状態からの一重項分裂が進行していると結論した。狭バンドギャップ共役高分子膜における初めての一重項励起子分裂の報告である。
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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
平成27年度は、2次元テラス状結晶における励起子拡散の次元性を明らかにするとともに、高度に結晶化したP3HTにおける励起子の超高速失活や狭バンドギャップ共役高分子PTB1における非緩和励起子からの一重項分裂などの新規な現象を発見することができた。5年計画で結晶相に特有な励起子物性を見出すことを予定していたが、計画2年次においてすでに複数の新規な励起子物性を見出すことができており、当初の計画以上に進展しているといえる。
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| 今後の研究の推進方策 |
当初に策定した研究計画にしたがって研究を遂行していくとともに、平成27年度に見出した「高度に結晶化したP3HTにおける励起子の超高速失活現象」と「非緩和励起子からの一重項分裂」について重点的に検討を進める。
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