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Angew Chem Int Ed Engl.
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Enhanced Electroluminescence and Stability of Sky-Blue Perovskite Light-Emitting Diodes
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物質
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2H,2H,3H,3H-ヘプタデカフルオロウンデカン酸 (HFUA)
- 青色ペロブスカイト用の吸着機能分子
- 長鎖構造を持ち、カルボン酸基がアンカーとして作用
- 鎖の反対側のフッ素原子がハロゲン八面体とイオン結合
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方法
- HFUAのカルボン酸基が青色ペロブスカイトの配位未飽和鉛原子と結合
- フッ素原子がハロゲン八面体を安定化し、八面体構造を保持
- HFUA吸着により、有機スペーサーの吸着エネルギーを低下
- 低次元相分布を最適化し、平滑な励起子移動を促進
- フッ素原子を豊富に含む分子構造により、ペロブスカイト表面の疎水性を向上
- 湿気の浸透を防ぎ、ペロブスカイトの加水分解を抑制
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新発見
- 青色PeLEDsの最大外部量子効率 (EQE) が22.88% (波長490 nm) を達成
- 高湿度・高温環境下での空気安定性が大幅に向上
- 効率的かつ安定な青色PeLEDsを製造するための新しい有効な戦略を提案
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High-Performance White Circularly Polarized Photoluminescence and Electroluminescence from Multi-Emission Enantiomers
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物質
- (R)-DO-PSeZ および (S)-DO-PSeZ(セレン誘導のコンフォメーション異性ドナーとキラルカルボニルアクセプターを統合した分子フレームワークを持つ)
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方法
- 合成:セレン誘導のコンフォメーション異性ドナーとキラルカルボニルアクセプターを統合して設計・合成
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評価:
- 発光特性:溶液および薄膜における白色発光(CIE座標:(0.39, 0.35) および (0.33, 0.34))
- 量子収率測定:ドープ薄膜において高いフォトルミネッセンス量子収率(42%)
- 円偏光特性測定:
- 光励起発光(WCPPL):鏡像の白色円偏光フォトルミネッセンス(|g𝑃𝐿| = 2.6 × 10⁻³)
- 電界励起発光(WCPEL):有機発光ダイオード(OLED)における白色円偏光エレクトロルミネッセンス(CIE座標:(0.29, 0.33)、最大外部量子効率(EQEmax)= 3.1%)
- 液晶との組み合わせ:二層コレステリック液晶によるブラッグ反射を利用し、|gPL| = 1.85、|gEL| = 1.88 を達成
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新発見
- 世界初の単一分子での多重発光を示す白色円偏光フォトルミネッセンス(WCPL)材料
- 単一分子有機材料として最高性能の白色OLEDを達成(燐光特性を持つ)
- WCPPLおよびWCPELのg値として過去最高(|gPL| = 1.85、|gEL| = 1.88)
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Metal Nanoclusters as Highly Efficient, Versatile Type-II Photoinitiators via Generating Radicals from Non-Conventional Hydrogen Donors
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物質
- 金属ナノクラスター
- 非従来型の水素供与体(共開始剤)
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方法
- 金属ナノクラスターと非従来型水素供与体の組み合わせによる光開始システムの開発
- 電子常磁性共鳴(EPR)および質量分析による光励起金属ナノクラスターの特性評価
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新発見
- 金属ナノクラスターにおける新しいtype-II光開始経路の発見
- これにより二光子開始感度が最大3桁向上
- 低出力UV LEDを用いた光重合の誘発が可能に
- 分子型type-II光開始剤とは異なり、金属ナノクラスターの水素供与体の選択は配位子構造に依存
- 金属ナノクラスターが多様なチイルラジカルおよび窒素中心ラジカルを生成できることを初めて実証
- 金属ナノクラスターの有機合成やラジカル化学への応用可能性の拡大
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Nanofabrication via SEM Electron-beam Stimulated Suzuki-Miyura Type Reaction: Fingerprints of Carbazole Derivative Revealed by Synchrotron-IR Nanospectroscopy and Mass Spectrometry
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物質:
- 3,6-ジヨードカルバゾール (3,6-diiodocarbazole)
- フェニルボロン酸 (phenylboronic acid)
- 3,6-ジフェニルカルバゾール (3,6-diphenylcarbazole)
- パラジウム (Palladium)
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方法:
- 電子ビーム (e-beam) 固体状態スズキ-宮浦型反応
- 走査型電子顕微鏡 (SEM) の加速電圧(30 keV)を適用
- 質量分析 (mass spectrometry) による生成物の確認
- シンクロトロン赤外ナノ分光法 (SINS) を使用し、従来のFTIR吸収スペクトルと比較
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新発見:
- 3,6-ジフェニルカルバゾールの生成が高電子ビーム線量(30 keV、10分)で確認
- 低電圧(5 keV、10 keV)と比較すると、高電圧条件での反応効率が向上
- フェニルボロン酸が反応の結果に影響を与える可能性
- パラジウムの有無にかかわらず、目的の生成物が得られたことから、代替的な反応メカニズムの可能性が示唆
- ナノデバイスの簡便な構築への道を示す発見
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Polycyclic Aromatic Hydrocarbons with a Boron-Doped Zigzag/Armchair Topology: A Boron-Edging Strategy for Organic Narrowband Emitters
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物質
- ポリサイクリック芳香族炭化水素(PAHs)
- ホウ素ドープされたPAHs
- C3対称および非対称C54B3ナノグラフェンフレームワーク
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方法
- 多重Scholl環化反応を用いたワンポット合成
- ヘキサ-ペリ-ヘキサベンゾコロネンの三重ホウ素エッジ修飾
- 励起状態分子振動の抑制に関する詳細な研究
- 蛍光スペクトルおよび発光特性の測定
- 溶液プロセスによる有機発光ダイオード(OLEDs)の作製と特性評価
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新発見
- ホウ素ドープされたエッジトポロジーが励起状態の分子振動を抑制
- 狭帯域発光特性を示す(蛍光スペクトルの半値全幅(FWHM)が12–18 nm)
- 従来のホウ素ドープπ系では見られなかった極めて狭い発光帯を達成
- 有機発光ダイオード(OLEDs)の電界発光が非常に狭帯域であることを実証
- 赤色OLEDにおいて、FWHMが23 nmという最も狭い値を記録
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Regulating the Spatially Folded Arrangement of Donor and Acceptor Units To Achieve Efficient Orange-Red Thermally Activated Delayed Fluorescence
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物質
- O-bridgedトリフェニルアミン(ドナー)
- 平面型ジベンゾ[a,c]フェナジン(アクセプター)
- ナフタレン(ドナーとアクセプターをつなぐブリッジ)
- 「U」型、「Z」型、「W」型の剛直なオレンジ-赤色発光材料
- 発光材料 QX36
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方法
- Suzuki-Miyauraカップリング によりドナーとアクセプターをナフタレンを介して結合
- 末端基の修飾、ナフタレンとドナーの数の調整、結合部位の制御による三次元構造の設計
- 三次元構造の変更による励起状態特性と光物理特性の調整・最適化
- 溶液プロセス によりOLEDデバイスを作製
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新発見
- 三次元折り畳み構造(folded 3D architectures)の導入により、新しいオレンジ-赤色TADF発光材料を開発
- QX36 は非放射失活率の低減、放射率の向上、高い光量子収率を達成
- QX36 を用いた溶液プロセスOLEDが 最大外部量子効率(EQE)32.3%、1000 cd m⁻²でEQE 20.6% を記録
- 溶液プロセスによる長波長OLEDの高効率化に向けた新しい可能性を示した
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Solvent-Dependent Chirality Transmission and Amplification from Cellulose Derivative to Achiral Helical Polymer for Achieving Full-Color and White Circularly Polarized Luminescence
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物質(Materials)
- セルロース誘導体(Cellulose derivatives)
- アキラルなヘリカルポリマー(Achiral helical polymer)
- ラセミ蛍光色素(Racemic fluorescent dyes)
- 溶媒(Solvents)
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方法(Methods)
- セルロース誘導体からアキラルなヘリカルポリマーへのキラリティー伝達と増幅
- 溶媒の水素結合受容能によるキラリティーの調整
- ヘリカルポリマーへの誘導キラリティーを蛍光色素へ伝達
- キラルおよび蛍光成分の空間的分離によるCPLのハンドネス反転と強度調整
- CPL発光を持つ有機EL(OLED)およびキラル論理ゲートの開発
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新発見(New Findings)
- セルロース誘導体を利用したフルカラーおよび白色CPL発光の初成功
- 溶媒の水素結合受容能によるキラリティー強度の精密制御
- 最大 glum 値 1.5×10⁻²、PLQY 62.9% のCPL発光達成
- CPLのハンドネス反転と強度調整の可能性を示唆
- CPL OLEDおよび多重情報出力を持つキラル論理ゲートの開発成功
- バイオ高分子と合成ヘリカルポリマー間のキラリティー伝達に関する新たな知見を提供
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Synthesis of Selenium-Doped Heteroacenes: Unveiling the External Heavy-Atom Effect in Host Materials
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物質
- 新規ホスト分子: DCz-BSeP
- ベース構造: ベンゾ[4,5]セレノフェノ[2,3-b]ピリジン (BSeP)
- 官能基: 2つのカルバゾール基
- 比較対象: 酸素ベース (DCz-BFP)、硫黄ベース (DCz-BTP) の類似分子
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方法
- セレンドーピング戦略の導入: ホスト分子における外部重原子効果 (EHAE) を活用
- 合成方法: 2-(アリールセラニル)ピリジン-3-アミン誘導体の分子内ラジカル環化反応
- 結果: 構造的に多様なピリジン縮合セレン含有ヘテロアセンの効率的合成
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新発見
- スピン軌道相互作用の強化: DCz-BSePにより顕著に向上
- 逆項間交差 (RISC) の加速: 3倍向上し、TADFエミッターの性能向上に貢献
- 双極子輸送特性の改善: OLED性能の最適化
- TADF-OLEDでの優位性: 高性能・広色域を実現し、効率ロールオフを低減
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多用途性の証明:
- リン光OLED (Ph-OLED) における適用成功
- TADF増感型狭帯域赤色蛍光OLED (TSF-OLED) における適用成功
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Nat Commun.
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Hyperfluorescence circularly polarized OLEDs consisting of chiral TADF sensitizers and achiral multi-resonance emitters
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物質
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CP-TADF材料(熱活性遅延蛍光を示す円偏光材料)
- 高い発光量子収率
- 短い遅延蛍光寿命
- 優れた発光不斉因子(luminescence dissymmetry factor)
- 大きな水平双極子比(horizontal dipole ratio)
- アキラルMR-TADF発光体(多共鳴型熱活性遅延蛍光材料)
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方法
- CP-TADF材料を発光体として使用し、高効率のスカイブルーCP-OLEDを作製
- CP-TADF材料を増感剤として使用し、アキラルMR-TADF発光体と組み合わせた青色および緑色のハイパーフルオレッセンス(HF)CP-OLEDを作製
- CP-TADF増感剤とアキラルMR-TADF発光体を用いたタンデムHF CP-OLEDを初めて作製
- CP-TADF増感剤の円偏光エネルギー移動とキラリティ誘起スピン選択効果を活用
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新発見
- CP-TADF材料を発光体とするスカイブルーCP-OLEDで**高外部量子効率(ηext,max = 33.8%)**と良好なEL不斉因子(gEL = -2.64 × 10⁻³)を達成
- CP-TADF増感剤を用いたHF CP-OLEDで**狭スペクトルの円偏光ELと高いηext,max(31.4%)**を達成
- 初めてタンデムHF CP-OLEDを作製し、**非常に高い外部量子効率(ηext,max = 51.3%)**と良好なEL不斉因子(gEL = 4.87 × 10⁻³)を実現
- CP-TADF増感剤の円偏光エネルギー移動とキラリティ誘起スピン選択効果が、アキラルMR-TADF発光体からの高効率CP-EL生成に大きく寄与することを示唆
- CP-TADF材料を活用したアキラルMR-TADF発光体を用いたHF CP-OLEDの新しい構築方法を提案
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Circularly polarized OLEDs from chiral plasmonic nanoparticle-molecule hybrids
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物質
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キラルプラズモニックナノ粒子 (Chiral plasmonic nanoparticles, NPs)
- キラルな足場として機能
- キラル光学ナノアンテナとして機能
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超分子集合体 (Supramolecular aggregates)
- キラルプラズモニックNPsと組み合わせてCP-OLEDを形成
- キラル励起子またはキラルプラズモンを主とする発光を持つCP-OLEDs
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方法
- キラルプラズモニックNPsを組み合わせて効率的なCP-OLEDを作製
- 異なる種類のキラルプラズモニックNPsを用いて様々なCP-OLEDsを構築
- 多階層のキラリティ移転 (Multiscale chirality transfer) を利用
- プラズモン増強 (Plasmonic enhancement) を活用
- オーバーシュート効果の抑制 (Suppression of the overshoot effect) による性能向上
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新発見
- 高い外部量子効率 (EQE) 2.5% と大きな gEL 因子 0.31 を達成
- キラルプラズモニックNPsがキラル光電デバイスにおいて有望な候補となることを示した
- 提案手法が現在のOLED製造技術と互換性があることを実証