表面プラズモン効果との融合による一重項分裂のパラダイムシフト

通过表面等离子体效应融合实现单线态裂变的范式转变

• 批准号: 21K19011
• 负责人: 羽會部 卓
• 金额: $ 4.16万
• 依托单位: Keio University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-07-09 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K19011/
• 关键词: 一重項分裂; 表面プラズモン効果

一重項分裂(Singlet Fission: SF)とは近接した二分子間で一光子の吸収過程から相関の強い三重項対(TT)を介して二つの三重項励起子(T1 + T1)を生成する多励起子生成反応である。三重項収率ΦTは最大200%のため光エネルギー変換利用が大いに期待されている。しかしながら、最低励起一重項状態(S1)のエネルギーE(S1)と三重項状態のE(T1)の間のE(S1) > 2E(T1)というエネルギー適合条件がSF分子には必須であり、これを満たす分子は一般に非常に限られている。本研究ではE(S1) > 2E(T1)の縛りのないSF等をめざし、その戦略の一つとして表面プラズモン共鳴と融合する。2022年度は以下の研究を行った。まず、2021年度に続いてアセン系分子のアントラセン誘導体に着目して、２つのアントラセン誘導体をフェニル基（スペーサー）で連結した各種二量体の合成だけでなく、定常分光および時間分解分光の物性評価を行った。リンカー構造を最適化することでアントラセン誘導体でもSFの逆反応である三重項ー三重項消滅（TTA）を抑えることができ、SFの進行を確認できた。2021年度と比べて更なるSFの高効率化を実現し、詳細な励起ダイナミクスを明らかにすることができた。また、異なるリンカー構造で連結したペリレン二量体やアセン修飾金属ナノクラスター（アルカンチオールで連結）も現在合成中である。今後これらの化合物を順次合成を完了した後に、定常および時間分解分光における物性評価を行う予定である。

Singlet Fission: SF is the absorption process of a photon between two molecules and the strong triplet term pair (TT) is the interaction between two triplet excitation drivers (T1 + T1). Triple term ratio ΦT max. 200% E(S1) > 2E(T1) between the lowest excited single-term state (S1) and the triplet state (T1). In this study, E(S1) > 2E (T1) was used to determine the resonance of the surface. 2022 - 2023 The following research was conducted. In 2021, we conducted a series of experiments on the synthesis, steady state spectroscopy and time-resolved spectroscopy of various binary molecules. The structure of SF is optimized by triple term elimination (TTA). In 2021, the efficiency of SF will be improved. The structure of the compound is linked to the structure of the compound. The compound is linked to the structure of the compound. In the future, the compounds will be synthesized sequentially, and the properties will be evaluated in a predetermined manner.

项目成果

タンペレ大学(フィンランド)

坦佩雷大学（芬兰）

Synergetic Role of Conformational Flexibility and Electronic Coupling for Quantitative Intramolecular Singlet Fission

• DOI: 10.1021/acs.jpcc.1c04734
• 发表时间: 2021-08-13
• 期刊: JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY C
• 影响因子: 3.7
• 作者: Nakamura, Shunta;Sakai, Hayato;Hasobe, Taku
• 通讯作者: Hasobe, Taku

Ultrafast Singlet Fission and Efficient Carrier Transport in a Lamellar Assembly of Bis[(trialkoxyphenyl)ethynyl]pentacene

双[(三烷氧基苯基)乙炔基]并五苯层状组装中的超快单线态裂变和高效载流子传输

• DOI: 10.1021/acs.jpcc.2c00864
• 发表时间: 2022
• 期刊: The Journal of Physical Chemistry C
• 作者: Sakai Hayato;Yoshino Keisuke;Shoji Yoshiaki;Kajitani Takashi;Pu Jiang;Fukushima Takanori;Takenobu Taishi;Tkachenko Nikolai V.;Hasobe Taku
• 通讯作者: Hasobe Taku

Controlled molecular assemblies of chiral boron dipyrromethene derivatives for circularly polarized luminescence in the red and near-infrared regions

手性硼二吡咯亚甲基衍生物的受控分子组装，用于红色和近红外区域的圆偏振发光

• DOI: 10.1039/d2tc05006d
• 发表时间: 2023
• 期刊: Journal of Materials Chemistry C
• 影响因子: 6.4
• 作者: Sakai Hayato;Suzuki Yudai;Tsurui Makoto;Kitagawa Yuichi;Nakashima Takuya;Kawai Tsuyoshi;Kondo Yuta;Matsuba Go;Hasegawa Yasuchika;Hasobe Taku
• 通讯作者: Hasobe Taku

量子収率200%の三重項励起子生成を可能にする一重項分裂：材料探索から光エネルギー変換・応用展開へ

单线态裂变可产生量子产率为 200% 的三线态激子：从材料探索到光能转换和应用开发

• 发表时间: 2022
• 作者: 平松 直;中本 真奈;酒井 隼人;根岸 雄一;羽曾部 卓;羽曾部 卓
• 通讯作者: 羽曾部 卓