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超高速スピン変換型ＴＡＤＦ分子の開発

超快自旋转换型TADF分子的开发

基本信息

批准号：
17J04907
负责人：
野田大貴
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-26 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17J04907/
关键词：
スピン変換熱活性型遅延蛍光逆項間交差有機EL

项目摘要

基底状態にある有機分子が一電子励起された場合、励起一重項状態及び励起三重項状態と呼ばれる電子スピン状態の異なる二つの励起状態を取りうる。内部緩和を経て最低一重項励起状態に緩和した電子は、基底状態へ放射または非放射失活する過程や、エネルギー的に低い最低三重項励起状態へと遷移する過程が考えられる。一重項励起状態と三重項励起状態間の電子遷移過程（項間交差過程）はスピン変換が必要な遷移であり、一重項励起状態から三重項励起状態への項間交差過程は広く観測され、三重項励起子を利用する有機デバイスで重要な役割を担っている。しかし、スピン変換過程の始状態及び終状態は自明であるものの、依然として項間交差過程の励起状態ダイナミクスは謎に包まれている。本研究では、項間交差過程だけでなく、三重項励起状態から一重項励起状態への逆項間交差過程を示す熱活性型遅延蛍光(TADF)分子のスピン変換過程の詳細な光学特性評価、量子化学計算による理論的な手法を用いることによって、スピン変換を仲介する高次三重項励起状態が中間遷移状態として存在することを明らかにした。また、高次三重項励起状態の電子状態は、部分構造分子の三重項励起状態の電子構造に由来することを実験的・理論的な両側面から明らかにした。この研究成果は、電荷移動状態を示すTADF分子の設計指針として、部分構造由来の高次励起状態を考慮した設計が必要であることを明確に提示するものである。

Organic molecules in the substrate state are excited in one-electron state, excited in one-electron state and excited in three-electron state. Internal relaxation is the lowest triplet excitation state, relaxation is the electron state, substrate state is the radiation state, non-radiation deactivation is the process, and the lowest triplet excitation state is the migration process. The electron transfer process between the single-term excitation state and the triplet excitation state (the inter-term cross-difference process) is the necessary transition process, the single-term excitation state, the triplet excitation state, and the inter-term cross-difference process. The initial state and the final state of the transition process are self-evident, and the initial state of the transition process is still incomplete. In this paper, the detailed optical properties of the transition process of TADF molecules are evaluated, and the theoretical methods of quantum chemical calculation are used to investigate the existence of higher order triplet excitation states, intermediate transition states, and inverse transition states. The electronic state of the higher triplet excitation state and the electronic structure of the triplet excitation state of some structural molecules are derived from the theoretical bottom surface. The results of this study indicate that the design of TADF molecules is necessary to consider the origin of some high excitation states.