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紫外電気化学発光素子の開発とマイクロ化学分析用面光源への応用

紫外电化学发光装置的研制及其在微量化学分析面光源中的应用

基本信息

批准号：
21K14170
负责人：
笠原崇史
金额：
$ 2.91万
依托单位：
Hosei University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は、紫外電気化学発光(UV-ECL)溶液の開発を光物理および酸化還元特性の観点から追究し、さらに当該溶液の発光特性を最大限に引き出すマイクロ流体ECLデバイスを微細加工技術により構築することである。令和4年度はまず、深青色発光を示すアントラセン誘導体(TBADN)をホストとした淡青色ECLデバイスならびに近紫外発光を示すフルオレン誘導体の発光特性の評価を進めた。その考察過程で、励起状態のホスト分子からゲスト分子へのエネルギー移動機構の他に、ホスト分子およびゲスト分子のラジカルイオン間の電子移動反応により、励起状態のゲスト分子が生成される可能性があることに気づいた。これまでのホスト－ゲストECL溶液では、有機ELの発光層を参考に、ゲスト分子のHOMO/LUMO準位が、ホスト分子のHOMO/LUMO準位の内側に位置する材料を選択してきた。令和4年度では新たに、ECLで最も研究されている分子の一つである、黄色発光を示すテトラセン誘導体(ルブレン)溶液に、ルブレンより酸化しやすく且つ還元しにくいワイドエネルギーギャップの分子(ジスチリルベンゼン誘導体)を発光補助ドーパントとして添加し、当該溶液の発光特性をマイクロ流体デバイスにより評価した。その結果、ルブレンの発光特性を飛躍的に向上できることが明らかになった。電流効率はこれまで報告されているもので最高値(4.50 cd/A)となり、デバイス寿命も補助ドーパントを添加していないものに比べ16倍ほど延びることが観測された。以上の結果から、ラジカルアニオンとラジカルカチオンの生成バランスを改善する異種分子混合溶液も、ECLの高輝度化・高効率化に有用であることが示された。

The purpose of this study is to investigate the optical properties of ultraviolet electrochemistry (UV-ECL) solutions and to optimize the optical properties of these solutions. In this paper, the evaluation of the light emitting properties of the light emitting inducer (TBADN) in the first and fourth years of this study was carried out. The electron movement between the excited state and the molecule is opposite to the electron movement between the excited state and the molecule, and the possibility of the excited state and the molecule being generated is different. The material selection for the organic EL light-emitting layer reference, HOMO/LUMO level of the molecule, and the inner position of the HOMO/LUMO level of the molecule are described below. In the fourth year of this year, ECL has been the most recently studied molecule in China, and yellow light emission is shown in the inducer solution. The light emission is supported by the addition of light emission and the evaluation of the light emission characteristics of the solution. As a result, the luminous characteristics of the light source are greatly improved. The highest current efficiency (4.50 cd/A) is reported in the report, and the highest current efficiency (4.50 cd/A) is reported in the report. The above results show that the generation of heterogeneous molecular mixed solutions, ECL with high brightness and high efficiency are useful.