理学研究院
宮田 潔志 准教授
有機分子の高速りん光メカニズムを解明
ポイント
・レアメタル（※１）を使わない、有機分子のりん光（※２）の高速化・高効率化に成功。そのメカニズムを解明
・開発した有機分子のりん光効率は世界記録を２倍以上上回り、りん光速度（※３）は従来の１桁以上という好成績を収めた
・従来のレアメタル材料を凌駕・代替しうる有機発光材料の開発に期待
概要
大阪大学大学院理学研究科の谷洋介助教らの研究グループは、九州大学大学院理学研究院の宮田潔志准教授らのグループと共同で、有機分子のりん光効率の世界記録を大きく更新し、その鍵である高速りん光のメカニズムを解明しました（図1）。
りん光は、高エネルギー状態の分子が電子スピン（自転のようなもの）の向きを変えながら発光する現象で、有機EL※４やがんの診断に有用です。
これまで高効率なりん光を得るには、イリジウムや白金などのレアメタルを使うことが重要と考えられていました。しかし、レアメタルは安定供給に課題があり、また、レアメタルを使わずに有機分子で高効率なりん光を実現するメカニズムについては解明されていませんでした。
今回、研究グループは、独自に開発した有機分子「チエニルジケトン」が高効率なりん光を示すことを明らかにしました。その分子のりん光が従来の有機りん光材料より1桁以上も高速であることを見出し、さらに、有機分子で高速りん光が得られたメカニズムを解明しました。これによりレアメタルに頼らずにりん光を示す有機分子の設計指針が得られ、レアメタル材料を凌駕・代替する有機りん光材料の開発が期待されます。
本研究成果は、英国王立化学会の「Chemical Science」に、2024年7月4日（木）18時（日本時間）に公開されました。また、当該号のInside Back Coverにて本研究がハイライトされました。
用語解説
（※１）レアメタル
イリジウムや白金などの一部の金属は、電子機器などの重要資源である一方、産出量が少なく、特定の国に偏在しているため、レアメタルと呼ばれる。安定供給が課題で、リサイクルや代替材料の開発が求められている。
（※２）りん光
発光の一種。高エネルギー状態の分子が、電子スピン（自転のようなもの）の向きを変えながら発する光をりん光と呼ぶ。りん光を示す有機分子はごく限られているが、発光が長く続く・酸素センサーとしてはたらく・有機ELの理論効率が高いなど、優れた特徴をもつ。
（※３）りん光速度
りん光の生じやすさの指標であり、光の速度（一秒間に進む距離）とは異なる概念。厳密には「速度定数」であり、りん光の速度自体は、りん光を生じる高エネルギー状態の分子の量にも依存する。
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