2022 Fiscal Year Annual Research Report
有機発光材料の動的エキシトン過程の理解と機能開拓
Publicly Offered Research
| Project Area | Dynamic Exciton: Emerging Science and Innovation |
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21H05401
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
儘田 正史 九州大学, 工学研究院, 助教 (60625854)
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| Project Period (FY) |
2021-09-10 – 2023-03-31
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| Keywords | ドナーアクセプタ / 熱活性化遅延蛍光 / 有機半導体レーザー / 有機発光ダイオード / 自然放射増幅光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、熱活性化遅延蛍光(TADF)分子においてあまり議論されてこなかった振動子強度について着目し、その理解と制御、およびレーザー特性の発現という機能化を目指した。本来相反するパラメータである小さな一重項-三重項エネルギーギャップ(ST gap)と大きな放射速度定数を示す材料について探索を行い、前年度までに、単純なD-A構造でありながら0.2 eV以下のST gapと10^8 s^-1以上の放射速度定数を示す材料を見出し、自然放射増幅光(ASE)の観測に成功した。本年度は類似のドナーやアクセプタ構造を持つ化合物や、異なる結合位置でD-Aを連結した化合物など、8種類の誘導体についての検討を進めた。ドナー性を強めた化合物では、ST gapが減少した一方、放射速度定数の増加や遅延蛍光成分の減少などが見られ、通常のD-A化合物とは異なる傾向を示した。用いるホスト材料の違いで放射速度が大きく異なる化合物もあり、ST gapとは独立して放射速度定数を向上できる可能性が示唆された。
さらに、D-A分子とは異なる設計に基づくTADF分子である多重共鳴効果(MRE)型のDABNA-2を用いて、レーザーデバイスの最適化を行った。その結果、これまで報告されたTADF分子では最も低いレーザーしきい値を実証した。これは、蛍光色素のレーザーしきい値に匹敵する値であり、三重項励起子のレーザー発振への活用の可能性が高まった。そこで、連続光発振についての実験も行ったが、レーザー発振を観測することができなかった。これは、用いたレーザー光源に対する吸収率が低いことが原因と考えられたため、類似のMRE化合物であるDABNA-NPを用いた三元膜を作製し、MRE分子からMRE分子へのエネルギー移動を初めて実証し、低いしきい値を維持しながら吸収率を向上させることに成功した。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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