無輻射遷移過程の解明とその深青色OLED材料の分子設計への応用

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励起状態と基底状態間や励起状態間の遷移は、それがフォトンまたはフォノンのどちらにより引き起こされるかに応じて、輻射遷移と無輻射遷移に分類される。分子における核の運動を扱う表現としてBorn-Oppenheimer (BO)表現とCrude Adiabatic (CA)表現がある。本研究では、CA表現に基づき、多モードを考慮した内部転換速度定数の表式を導出し、9-フルオレノンを例として計算を行った。また、振電相互作用の密度形式である振電相互作用密度(VCD)および、振動双極子モーメントで重み付けした終振電状態の状態密度により、内部転換過程における振電相互作用とエネルギーギャップの役割について明らかにした。また、Mixed-spin crude adiabatic表現を用いて、全ての振動モードを考慮した系間交差速度定数の解析解を導出した。この表現では、系間交差はフォノンを駆動力とし、異なるスピン多重度の状態がスピン軌道相互作用により混合した状態間の遷移だとみなすことができる。そのため、フォノンを駆動力として、同一のスピン多重度間を遷移する内部転換と統一的な枠組みを与える。さらに、crude adiabatic表現を用いることで、振電相互作用の起源をVCDにより明らかにした。得られた解析解に基づき、９-フルオレノンのS1からT2、およびS1からT1への系間交差速度定数を定量的に計算し、系間交差過程における主要なプロモーティングモードと、電子励起エネルギーを受け取るアクセプティングモードを決定した。それらの振動モードのVCD解析から、９-フルオレノンにおける系間交差の起源を特定した。