溶液中で発光しない分子が固体中で発光するメカニズムを解明

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固体中で分子間に形成される擬縮退した励起状態からの内部転換の抑制

2020-05-18 京都大学

佐藤徹 福井謙一記念研究センター教授、松田建児 工学研究科教授らの研究グループは、溶液中で発光しない分子が固体中で発光する、凝集誘起発光(AIEE)現象のメカニズムを理論的に解明し、この発光機構を実現するための一般的な設計指針を提案しました。

通常の発光分子では、希薄溶液中では発光するが濃度が高くなると発光しなくなる濃度消光という現象が知られています。これは濃度上昇に伴い分子が凝集することで起こると考えられており、溶液では発光する分子が固体中で発光しないことも同じ原因であると考えられてきました。AIEEは、濃度消光とは異なり、分子が固体中などの凝集状態において強い発光特性を示す現象です。

本研究グループは、AIEEが固体中で分子間で形成される励起状態(エキシマー)からの無輻射遷移(内部転換)の抑制に起因し、その抑制効果が分子間の配向に依存することを見出しました。この知見は、有機エレクトロルミネッセンス(EL)素子や有機薄膜太陽電池など光を利用した分子性固体素子の設計に幅広く応用することができます。

本研究成果は、2020年4月20日に、国際学術誌「Journal of Materials Chemistry C」のオンライン版に掲載されました。

図:本研究のイメージ図

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