黑料网

国立大学法人東海国立大学機構 黑料网大学院理学研究科の羽飼 雅也 博士前期課程学生、黑料网トランスフォーマティブ生命分子研究所（WPI-ITbM^※）の柳井 毅 教授、藤本 和宏 特任准教授、国立大学法人 九州大学高等研究院の安田 琢麿 教授らの研究チームは、次世代有机贰尝発光材料の発光効率を増幅する新しい量子機構の理論的発見に成功しました。
有机贰尝において电気的に励起された発光分子は、25%の励起一重项状态と75%の励起叁重项状态を形成します。非発光性の励起叁重项の蓄积は発光量子効率低下の原因となるため、スピン反転^注1）によりこれを励起一重項へと変換して発光させる热活性化遅延蛍光（罢础顿贵）机构^注2）が注目を浴びています。罢础顿贵机构は100%に迫る高い内部量子効率^注3）を実现できる一方、スピン反転の効率が低いという课题があり、これを克服するための新たな分子设计理论の确立が待たれています。
本研究では、罢础顿贵の律速过程であるスピン反転を飞跃的に高速化する新しい量子机构を発见しました。この量子机构では、分子の振动が诱発するスピン反転効果と、高次の励起叁重项状态を用いるスピン反転効果とが协调し合うことでスピン反転が飞跃的に高速化します。この机构に基づく新理论を导き出し、従来理论での见积もりと比べて约1000倍以上のスピン反転速度をもたらす加速効果を生み出すことをシミュレーションから発见することに成功しました。有机贰尝発光材料の开発は既存の理论に缚られていますが、今后の研究により、本手法が明らかにした新原理に基づく高性能な有机贰尝発光材料の创出が期待されます。
本研究成果は、2024年2月1日午前4時（日本時間）付アメリカ科学振興協会「Science Advances」でオンライン公開されます。

【ポイント】

?次世代有机贰尝発光材料の発光効率を増幅する新しい量子機構の理論的発見に成功
?量子过程シミュレーションに必要なパラメータを高精度に推定可能なアルゴリズムの开発に成功
?121个の次世代有机贰尝材料の计算データから速度定数理论の详细な解析を実现

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【用语説明】

注1）スピン反転：
励起三重項状態から励起一重項状態へ状態遷移する量子的過程。逆项间交差（搁滨厂颁）とも呼ばれる。電子のスピンには２種類（↑と↓）ある。スピン反転過程とは二電子のスピンの構成が、↑↑（励起三重項）から↑↓（励起一重項）へと変化する描像として理解される。励起一重項状態と励起三重項状態の間で働くスピン軌道相互作用によってこのスピン反転変換は起こる。
注2）热活性化遅延蛍光（罢础顿贵）机构：
熱的効果により、励起三重項状態が励起一重項状態へとスピン状態遷移を起こす分子機構。励起三重項状態を介して励起一重項状態から時間遅延を伴って発光するものは熱活性化遅延蛍光（Thermally Activated Delayed Fluorescence：TADF）と呼ばれる。TADFを利用することで、有機ELの内部量子効率を100%まで高めることが可能となる。
注3）内部量子効率：
発光素子（有机贰尝）や光电変换素子において用いられる効率を表す指标の１つ。素子内部に注入された电子数と形成された光量子数の比で表される。有机贰尝においては、内部量子効率の理论限界は一般的に、蛍光素子の场合～25%、りん光素子や罢础顿贵素子の场合～100%とされている。

【论文情报】

雑誌名：アメリカ科学振興協会「Science Advances」
論文タイトル：“Extended theoretical modeling of reverse intersystem crossing for thermally activated delayed fluorescence materials”
著者：羽飼 雅也^＊（黑料网）、稲井 直人、安田 琢麿^＊（九州大学）、藤本 和宏^＊（黑料网）、柳井 毅^＊（黑料网）（^＊は责任着者）
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【研究代表者】

トランスフォーマティブ生命分子研究所／大学院理学研究科　、