シングレットフィッションへの静電場印加効果の理論的解明と新物質設計

静电场应用对单线态裂纹影响的理论阐明和新材料设计

• 批准号: 20J20287
• 负责人: 當波 孝凱
• 金额: $ 1.98万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-24 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J20287/
• 关键词: 一重項分裂; シングレットフィッション; エキシトンダイナミクス; 分子動力学計算; 量子化学計算; 有機太陽電池; 外部静電場印加; 量子ダイナミクス; 振電相互作用

最終年度である本年度は、分子集合系内でのシングレットフィッション(SF)現象を記述するために重要な要素である原子核運動の効果を(i)分子内振動と(ii)分子間振動の場合について検討した。(i)分子内振動に関しては、代表的なSF分子系であるオリゴアセン系へのヘテロ置換が、分子内振動の変化を通じて振電相互作用と電子ダイナミクスに与える影響を検討した。その結果、窒素原子の導入により、電子状態と特定の分子内振動との相互作用が強くなること、ならびにその機構を解明した。さらに、フロンティア軌道エネルギーが顕著に変化する位置への窒素原子導入が、SFによる相関三重項対(TT)状態の生成を高速化させることを明らかにした。(ii)分子間振動に関しては、分子間振動による分子間相対配置の揺らぎがSF現象に与える影響を検討した。これを明らかにするため、分子の集団運動を古典論的に考慮した量子-古典ハイブリッド型のエキシトンダイナミクス計算・解析手法を新たに構築した。ペンタセン結晶モデルに対して分子間振動を考慮した結果、非常に短い時間スケールで励起状態の量子的な重ね合わせ状態が崩壊し、TT状態が高速に生成する機構を解明した。さらに、分子集合系の電子状態と相互作用する分子間振動の様式に依存した励起状態緩和過程を明らかにした。以上の取り組みによって、SF現象そのものの機構解明、ならびに、SFへの静電場印加効果の解明に成功した。構築した理論枠組みや得られた成果は、新規SF物質材料の創成や新規機能の開拓にも大きく貢献すると期待される．

For the most recent year, in the molecular collection system (SF), we have recorded the importance of important elements of nuclear activity (I) intramolecular vibration (ii) molecular vibrations. (I) Intramolecular vibrations, the representative SF molecular system, the bilayer devices, the resonant interactions between the electrons and the electrons, and the interaction between the electrons and the electrons. The results showed that asphyxiant atoms were injected into the electron, the interaction of the specific molecular vibrations in the electronic state was strongly affected, and the mechanical analysis was performed. The location of the asphyxiant atom and the SF phase triplet (TT) status generates a "high speed". (ii) Molecular vibrating devices, molecular vibrating devices, intermolecular phase-to-molecular configuration, SF imaging and imaging. The purpose of this paper is to understand the calculation and analysis method of the quantum-classical theory of the classical theory of the molecular collection. The experiment results show that the molecular vibration test results, the very short period of time to stimulate the state of the quantum state of the coincidence state of the collapse, the TT state of high-speed generation machine interpretation of the machine. Molecular sets, molecular sets, electronic state interactions, molecular vibrational equations, dependent excitation patterns, and process mechanisms. The above results show that the system, SF, and the Inca system have been successfully verified. The theory group has achieved a lot of results, and the new SF materials have been converted into new specifications.

项目成果

ペンタセン誘導体の一重項分裂過程における振電相互作用に関する理論研究

并五苯衍生物单重态裂变过程中电子振动相互作用的理论研究

• 发表时间: 2022
• 作者: 當波 孝凱;中野 雅由;岸 亮平;北河 康隆
• 通讯作者: 北河 康隆

Theooretical Study on the Effect of Applying External Static Electric Field on Singlet Fission Dynamics of Pentacene Dimer Models

外加静电场对并五苯二聚体模型单线态裂变动力学影响的理论研究

• 发表时间: 2021
• 作者: Takayoshi Tonami;Ryota Sugimori;Ryota Sakai;Masayoshi Nakano
• 通讯作者: Masayoshi Nakano

ペンタセン分子集合系における一重項分裂ダイナミクスに関する理論研究

并五苯分子组装体系单线态裂变动力学的理论研究

• 发表时间: 2023
• 作者: 當波 孝凱;岸 亮平;北河 康隆
• 通讯作者: 北河 康隆

一重項分裂ダイナミクスに対する外部静電場印加効果に関する理論研究

外部静电场施加对单线态裂变动力学影响的理论研究

• 发表时间: 2021
• 作者: 當波 孝凱;杉森 亮太;宮本 孟;岡田 健治;坂井 亮太;中野 雅由
• 通讯作者: 中野 雅由

外部静電場が一重項分裂ダイナミクスに与える影響に関する理論研究

外部静电场对单线态裂变动力学影响的理论研究

• 发表时间: 2022
• 作者: 當波 孝凱;岡田 健治;宮本 孟;岸 亮平;北河 康隆;中野 雅由
• 通讯作者: 中野 雅由