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A Unified Theory of Electronic Transition Rate Constants for High Throughput Materials Screening

高通量材料筛选的电子跃迁速率常数统一理论

基本信息

批准号：
22K05252
负责人：
志津功將
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

有機ELディスプレイに応用できる発光材料として、熱活性型遅延蛍光（Thermally Activated Delayed Fluorescence, TADF）材料が注目されてきた。中でも、多重共鳴（Multiple Resonance, MR）構造を持つ材料が有望視されている。MR-TADF材料は、発光スペクトルを狭線化できることから、実用上、極めて重要であり、発光メカニズムの解明が求められてきた。本年度は、量子化学計算によるMR-TADFメカニズムの理論的解明に取り組んだ。多電子励起を考慮できるEOM-CCSD法を用いて、代表的なMR-TADF材料であるDABNA-1に対して、項間交差（Intersystem Crossing, ISC）ならびに逆項間交差（Reverse ISC, RISC）の速度定数、蛍光およびTADF寿命、発光量子収率（Photoluminescence Quantum Yield, PLQY）、さらにはPLQYにおける蛍光・遅延蛍光成分の寄与を計算したところ、実測値を定量的に再現することに成功した。ここまで数多くの実測値を再現した理論研究は、本研究が初めてである。さらに、計算した速度定数に基づいて発光過程を精査することにより、DABNA-1のTADFは、高励起三重項状態を経由して発現することを明らかにした。本研究の成果により、MR-TADF材料のさらなる高性能化と実用化への加速が期待される。本研究はCommunications Chemistry誌に掲載され（K. Shizu & H. Kaji, Commun. Chem. 2022, 5, 53.: https://www.nature.com/articles/s42004-022-00668-6）、同誌が選ぶ five year anniversary Collectionにおいて、最もダウンロード数ならびに引用件数の多い論文として選出されている（https://www.nature.com/collections/gejbjihfge）。

Organic EL materials are widely used as light-emitting materials and thermally activated Delayed fluorescence (TADF) materials. Medium and Multiple Resonance (MR) structures are expected to support materials. MR-TADF material is narrow, light, light. This year, quantum chemistry calculations were performed on MR-TADF models. Multi-electron excitation is considered in EOM-CCSD method, and the representative MR-TADF material is DABNA-1. Intersystem Crossing, ISC (Reverse ISC) Speed determination, Photoluminescence lifetime, Photoluminescence Quantum Yield (PLQY), Photoluminescence delay, Photoluminescence component calculation, measurement, quantitative reproduction, etc. The number of measurements is increasing. In addition, the calculation of the speed of the basic light process is refined, and the TADF of DABNA-1 is displayed. The results of this research are expected to accelerate the high performance and practical application of MR-TADF materials. This study was published in the journal Communications Chemistry (K. Shizu & H. Kaji, Commun. Chem. 2022, 5, 53.: https://www.nature.com/articles/s42004-022-00668-6), comrade selection, five year anniversary Collection, most