有機半導体界面でのスピン反転機構を利用した光機能の創出

利用有机半导体界面上的自旋反转机制创建光学功能

• 批准号: 22K14592
• 负责人: 伊澤 誠一郎
• 金额: $ 3万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14592/
• 关键词: 有機半導体界面; スピン反転; 光機能; 有機半導体; 界面; スピン

励起状態のスピン多重度の制御は、有機光エレクトロニクスの効率を左右する最重要課題である。本研究では、有機半導体の界面で起こる電荷分離、再結合を経由した励起状態のスピン反転機構を利用して、新たな光機能の実現や有機光デバイスの高効率化を目指す。まずこの界面でのスピン反転機構を利用した光アップコンバージョン（光の高エネルギー変換）について、そのスピン反転のダイナミクスを明らかにすることで、その効率向上や新たな波長域での光変換の実現を目指す。さらにこの界面でのスピン反転をデバイス内でも起こすことにより、超低駆動電圧化など従来の性能を凌駕する有機ELデバイスの開発を目指すこれまでに黄色発光の超低電圧で駆動する有機ELデバイスについて、界面で生成する中間体の電荷移動状態のスピン反転機構を利用することで、その効率を向上させることに成功した。具体的には、黄色発光のルブレン分子に組み合わせるアクセプター分子として、従来使用していたペリレンジイミド分子ではなくワイドバンドギャップなアクセプター分子を用いた。その結果、本原理で発光する有機ELデバイスの理論限界効率に近い値が得られることがわかった。これは界面で生成する中間体である電荷移動状態が一重項状態と三重項状態でスピン反転が起きて、双方の励起状態ともに発光に寄与するようになったことを意味する。つまり、界面で電荷間の距離を離すことで、電荷間のインタラクションを弱めてやり、スピン反転を促進することができたと考えている。

The most important issue is how to control the intensity of excitation and how to control the efficiency of organic light. This study is aimed at improving the efficiency of organic semiconductor devices by utilizing novel optical functions and realizing the charge separation and recombination mechanism at the interface of organic semiconductor devices. The optical conversion mechanism of the optical fiber in the interface is used to indicate the optical conversion in the new wavelength domain. In addition, the organic EL device development direction of the ultra-low voltage organic EL device with yellow light emission, the charge transfer state of the intermediate generated by the interface, and the utilization of the reaction mechanism have been successfully improved. Specifically, the yellow light-emitting all-blue molecule is combined with eight access-point molecules and is used in the all-blue molecule. The theoretical limit of the organic EL system is obtained by the method of the present invention. The charge transfer state of the interface is the single-term state, the triplet state, the excitation state, and the emission state. The distance between the charges at the interface is small, and the distance between the charges is small.

项目成果

Synthesis of Highly Photostable Benzoindolenine‐Based Squaraine Dyes by using Aromatic Fluorine Atoms

• DOI: 10.1002/slct.202300309
• 发表时间: 2023-03
• 期刊: ChemistrySelect
• 影响因子: 2.1
• 作者: Yuki Uehashi;S. Izawa;Y. Yamada;Yohei Miwa;Toshiyasu Inuzuka;Y. Kubota;M. Hiramoto;K. Funabiki

Triplet sensitization via charge recombination at organic heterojunction for efficient near-infrared to visible solid-state photon upconversion

• DOI: 10.1038/s43246-022-00300-z
• 发表时间: 2022-10
• 期刊: Communications Materials
• 影响因子: 7.8
• 作者: Yuji Sakamoto;S. Izawa;Hideo Ohkita;M. Hiramoto;Yasunari Tamai

Synthesis of Neutral Li-Endohedral PCBM: An n-Dopant for Fullerene Derivatives

中性锂内嵌 PCBM 的合成：富勒烯衍生物的正掺杂剂

• DOI: 10.1039/d2cc03678a
• 发表时间: 2022
• 期刊: Chem. Commun.
• 作者: H. Ueno;D. Kitabatake;H. S. Lin;Y. Ma;I. Jeon;S. Izawa;M. Hiramoto;F. Misaizu;S. Maruyama;Y. Matsuo
• 通讯作者: Y. Matsuo

Spatial distribution of triplet excitons formed from charge transfer states at the donor/acceptor interface

供体/受体界面处的电荷转移态形成的三线态激子的空间分布

• DOI: 10.1039/d2ta02068h
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of Materials Chemistry A
• 影响因子: 11.9
• 作者: Izawa Seiichiro;Morimoto Masahiro;Naka Shigeki;Hiramoto Masahiro
• 通讯作者: Hiramoto Masahiro