Molecular Systems Chemistry for the Efficient Utilization of Photon Energy

有效利用光子能量的分子系统化学

基本信息

批准号：
20H05676
负责人：
君塚信夫
金额：
$ 124.72万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-08-31 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

固体フィルム系におけるTTA-UC効率をより高めるべく、アクセプターの濃度消光を防ぎ、固体においても高い量子収率を保つ発色団の自己組織化が必要である。このために、三重項エネルギー移動が可能な分子間距離1nm以下を保ちつつπ電子系の重なり制御を行う方法論として、9,10-ジブロモアントラセン2,6-ジスルホン酸(DBAnS)と種々のかさ高いカチオンを対イオンとするイオン対型発光体の開発を行った。DBAnSのイオン対塩において、カチオンの分子構造に依存してDBAnSの発光波長を制御できることを明らかにした。DBAnSは水中（水分散状態）で428nmに振動構造を有する蛍光極大を有するが、固体状態では518nmにブロードな発光を与え、エキシマーなどの低エネルギートラップが存在する。一方、テトラフェニルホスホニウムイオンを対カチオンとした場合、DBAnSの蛍光は460nm付近に観測され、振動構造を保っていることから、エキシマー形成が抑制されていることが判った。DBAnSは重原子であるBr基を２個有しているため、S0-T1励起に基づくフォトン・アップコンバージョンを検討したところ、730nm励起で460nmの赤→青アップコンバージョン発光が観測された。このアンチストークスシフトは1eVにおよび、分子組織系での赤→青アップコンバージョンにはじめて成功した。また、テトラセンジカルボン酸誘導体と種々のアミンからモル比1:2の水分散ナノ粒子を作製する手法を開発した。得られたキラルイオン対ナノ粒子においては500 nm付近にcorrelated triplet pair 1(T1T1)の過渡吸収が1.2ns後にかけて表れ、キラル分子組織化されたテトラセン発色団間においてシングレット・フィッションが観測された。

为了进一步提高固态薄膜系统中的TTA-UC效率，有必要自组装发色团，以防止受体浓度猝灭并即使在固态下也能保持高量子产率。为此，我们开发了一种控制 π 电子系统重叠的方法，同时保持 1 nm 或更小的分子间距离，从而允许三重态能量转移。我们开发了一种使用阳离子作为抗衡离子的离子对型发光体。在DBAnS的离子对盐中，我们发现DBAnS的发射波长可以根据阳离子的分子结构进行控制。 DBAnS具有振动结构，在水中（水分散态）在428 nm处具有最大荧光，但在固态时它会发出518 nm的宽光，并且存在准分子等低能量陷阱。另一方面，当使用四苯基鏻离子作为抗衡阳离子时，在460nm附近观察到DBAnS的荧光并且维持了振动结构，这表明准分子的形成受到抑制。由于DBAnS具有两个重原子Br基团，因此当研究基于S0-T1激发的光子上转换时，在730 nm激发下观察到460 nm处的红色→蓝色上转换发射。这种反斯托克斯位移高达 1 eV，使其成为分子组织系统中首次成功的红蓝上转换。我们还开发了一种由并四苯二甲酸衍生物和各种胺以1:2的摩尔比制备水分散纳米粒子的方法。在获得的手性离子对纳米颗粒中，1.2 ns后，相关的三重态对1（T1T1）瞬态吸收出现在500 nm附近，并且在手性分子组织的并四苯发色团之间观察到单重态裂变。

项目成果

期刊论文数量（28）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

有機薄層型固体系TTA-UC発光に対するプラズモニックナノ界面の増強効果

等离子体纳米界面对有机薄层固态TTA-UC发光的增强作用

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
〇松本昂大; 段吉宇大; 近藤純平; 中野健央; 楊井伸浩; 藤川茂紀; 君塚信夫
通讯作者：
君塚信夫

プラズモニックナノ界面上の有機分子層制御による固体系TTA-UCの発光増強

通过控制等离子体纳米界面上的有机分子层增强固态TTA-UC的发光

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
○松本昂大;段吉宇大;近藤純平;中野健央;楊井伸浩;藤川茂紀;君塚信夫
通讯作者：
君塚信夫

光応答性有機結晶による近赤外-可視波長変換と光スイッチングを実現

利用光响应有机晶体实现近红外-可见光波长转换和光开关

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Light‐Triggered, Non‐Centrosymmetric Self‐Assembly of Aqueous Arylazopyrazoles at the Air?Water Interface and Switching of Second‐Harmonic Generation

水基芳基吡唑在空气-水界面的光触发非中心对称自组装和二次谐波产生的切换

DOI：
10.1002/anie.202013650
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Nagai Yuki;Ishiba Keita;Yamamoto Ryosuke;Yamada Teppei;Morikawa Masa‐aki;Kimizuka Nobuo
通讯作者：
Kimizuka Nobuo

水系における弱励起光型可視－紫外アップコンバージョン分子システムの開発

水性体系中弱激发可见光-紫外上转换分子系统的开发