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様々な幾何構造を持つ分子集合系における一重項分裂ダイナミクスの理論研究

各种几何结构分子组装体系中单线态裂变动力学的理论研究

基本信息

批准号：
22KJ2221
负责人：
宮本孟
金额：
$ 2.18万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

一重項分裂（SF）は、光照射により生じた一重項励起子が二つの三重項励起子に分裂する現象であり、有機太陽電池やスピン情報への応用可能性が指摘されている。高効率なSFの発現とSFにより生じた三重項励起子対の空間的な分布の制御を目指して、申請者は環状構造や、局所的に分子間相互作用が変化した一次元分子集合系などの特異な幾何構造を持つ分子集合系の構造に着目した。本研究では、量子化学計算と量子ダイナミクス計算の手法を用いて分子集合系の構造とSFダイナミクスとの相関関係を明らかにし、三重項励起子の空間的分離過程も考慮したSF制御指針の構築を行うことを目的とした。本年度は、SF分子によって構成される局所的に分子間相互作用が変化した有限の一次元分子集合系や、並列型マルチリング分子集合系におけるSFダイナミクスのシミュレーションを行い、分子集合系構造とSF特性の相関に関して研究を遂行した。特に一次元分子集合系では、集合系両端の三重項移動積分が中央部分に比較して大きいとき、集合系中央でのTT生成ののちに空間的分離が促進されることが明らかになり、局所的な分子間相互作用の変化の導入が三重項移動の制御に有効であることを明らかにした。本研究では、まず分子集合系の電子カップリングをパラメータ的に導入し、その後具体的な分子でそのパラメータ領域を達成しうる条件を探索するという戦略で行われたが、この戦略は従来の単分子構造を出発点としたSF材料の設計指針とは異なり、多量体の構造とSF特性の相関を出発点として単分子や二量体の構造を設計するアプローチとして有用であると考えられる。

The phenomenon of single-term splitting (SF), light irradiation, single-term excitation, two-term and three-term excitation splitting, and the possibility of using organic solar cells for information processing are criticized. High efficiency SF discovery, SF generation, triplet excitation, spatial distribution, molecular interaction, cyclic structure, local structure, one-dimensional molecular assembly system, special geometric structure, molecular assembly system structure, etc. In this study, quantum chemistry calculation and quantum chemistry calculation methods are used to clarify the structure of molecular assembly systems and the correlation between SF and SF. The separation process of triple excitation space is also considered. This year, the research on the correlation between molecular assembly structure and SF characteristics was carried out. In particular, the three-term moving integral of the one-dimensional molecular set system is compared with the three-term moving integral of the set system at the end of the set system. The separation of the TT generation and the space in the center of the set system is promoted. The introduction of the three-term moving integral of the molecular interaction of the set system is controlled. In this study, we explored the conditions for the introduction of electronic structures into molecular assembly systems and the development of molecular structures in SF materials. The correlation between structure and SF characteristics of multi-volume is discussed in detail.