超高分解能近接場光学顕微鏡の開発と分子鎖像に基づく高分子ナノ構造の研究

超高分辨率近场光学显微镜研制及基于分子链图像的聚合物纳米结构研究

• 批准号: 10J04790
• 负责人: 玉井 康成
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J04790/
• 关键词: 共役高分子; 高分子構造; 励起子; 励起子拡散; annihilation; singlet fission; P3HT; PFO; 高分子ナノ構造; 高分子結晶; H-会合体; 表面・界面; 顕微分光

本研究は共役高分子の励起状態における光物理素過程を高分子ナノ構造の観点から考察したものである。当該年度に得られた成果は以下のように要約される。(1)結晶性共役高分子regioregular poly (3-hexylthiophene) (P3HT)薄膜内での一重項励起子拡散ダイナミクスについて研究した結果、一重項励起子の拡散定数および拡散長がそれぞれ7.9×10^<-3>cm^2s^<-1>および20nmであることを明らかにした。また二分子失活速度の時間依存性を解析し、P3HT結晶相内では励起子は一次元的に拡散していることを明らかにした。(2)一つの一重項励起子から二つの三重項励起子が生成する多重励起子生成反応(singlet fission)について研究した。アモルファスなpoly(9,9'-di-n-octylfluorene) (PFO)薄膜では三重項生成効率は高いが、三重項解離効率が低いため、生成した励起子の約半分が消滅した。一方、PFO主鎖の平面性が高く、分子鎖が配列した構造をとるβ-PFO薄膜では、電荷分離が競合過程となるため三重項生成効率は低いものの、励起子の拡散定数が大きいため、高い解離効率が得られることを明らかにした。(3)PFOに構造の異なる芳香族アミンをそれぞれ導入した2種の高分子薄膜での三重項励起子ダイナミクスを調べた。その結果、平面性の低い芳香族アミンを有するF8-PDAでは、励起子は膜内を拡散できるのに対し、三重項エネルギーの低いF8-ADAの励起子は拡散できなかった。このような励起子ダイナミクスの違いは、フルオレン基と芳香族アミンの相対的な三重項エネルギー準位の違いによることを明らかにした。以上の成果は高分子光物理・光化学の学問上興味深いばかりでなく、有機薄膜太陽電池や有機LEDなどの応用分野においても寄与するものと期待される。

In this study, the excitation state of co-active polymers was investigated. When the results of the year are obtained, the following are offered: (1)The dispersion of single-term excitation in crystalline poly (3-hexylthiophene) (P3HT) films was studied. The dispersion constant of single-term excitation was 7.9×10^<-3>cm^2s^<-1>= 20nm. Analysis of the time dependence of the deactivation rate of two molecules in P3HT crystal phase (2)A study of the single-term excitation and the triple-term excitation The triple term generation efficiency of poly(9,9'-di-n-octylfluoride) (PFO) thin films is high, and the triple term dissociation efficiency is low, and the generation efficiency is about half eliminated. The planarity of a PFO main lock is high, and the molecular lock is arranged in the structure of a β-PFO thin film. The charge separation process is a triple term generation process. The excitation factor is high, and the dissociation rate is high. (3) The structure of PFO is different from that of aromatic compounds. As a result, planar and low-level aromatic compounds have been found in F8-PDA, excitation and film dispersion, triplet and low-level F8-ADA excitation and dispersion. The triple term of the triple term of the triple The above achievements are of great interest in the study of polymer photophysics and photochemistry, and are expected to be used in organic thin film solar cells and organic LEDs.

项目成果

結晶性共役高分子における一重項励起子拡散

结晶共轭聚合物中的单线态激子扩散

• 发表时间: 2012
• 作者: Masayuki Kobayashi;Shigeyuki Masaoka;Ken Sakai;Yasunari TAMAI;大北英生;大北英生
• 通讯作者: 大北英生

Singlet Excitons in Highly Ordered Poly(3-hexylthiophene) Crystals Studied by Transient Absorption Spoctroscopy

通过瞬态吸收光谱研究高度有序聚（3-己基噻吩）晶体中的单线态激子

• 发表时间: 2011
• 作者: Masayuki Kobayashi;Shigeyuki Masaoka;Ken Sakai;Yasunari TAMAI;大北英生;大北英生;津田一樹;玉井康成;Yasunari TAMAI
• 通讯作者: Yasunari TAMAI

Non-Diffusion Limited Singlet Exciton Annihilation in Fluorene-Amine Copolymer Films

芴胺共聚物薄膜中的非扩散有限单线态激子湮灭

• 发表时间: 2013
• 作者: Masayuki Kobayashi;Shigeyuki Masaoka;Ken Sakai;Yasunari TAMAI
• 通讯作者: Yasunari TAMAI

Crystalline Nanostructure and Photophysical Properties of Regioregular Poly(3-hexylthiophene)

立体规则聚(3-己基噻吩)的晶体纳米结构和光物理性质

• 发表时间: 2011
• 作者: Masayuki Kobayashi;Shigeyuki Masaoka;Ken Sakai;Yasunari TAMAI;大北英生;大北英生;津田一樹;玉井康成;Yasunari TAMAI;Hiroaki BENTEN
• 通讯作者: Hiroaki BENTEN

Poly (3-hexylthiophene) のブレンド薄膜における表面構造と結晶化

聚(3-己基噻吩)共混薄膜的表面结构和结晶

• 发表时间: 2011
• 作者: Masayuki Kobayashi;Shigeyuki Masaoka;Ken Sakai;Yasunari TAMAI;大北英生;大北英生;津田一樹;玉井康成;Yasunari TAMAI;Hiroaki BENTEN;玉井康成;玉井康成;玉井康成
• 通讯作者: 玉井康成