【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.06.24】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23MS1038
利用課題名 / Title
6-chloro-2,4-dinitroaniline会合体の特異な発光過程の研究
利用した実施機関 / Support Institute
自然科学研究機構 分子科学研究所 / IMS
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）物質・材料合成プロセス/Molecule & Material Synthesis（副 / Sub）計測・分析/Advanced Characterization
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
6-chloro-2,4-dinitroaniline, 結晶多形, J-会合体, 蛍光寿命, ねじれ振動,光デバイス/ Optical Device
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
日野 和之
所属名 / Affiliation
愛知教育大学教育学部
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
上田 正
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
6-chloro-2,4-dinitroaniline（CDNA）結晶には３つの多形が存在し、多形によって機械的性質や光学的非線形性がどのように異なるかが注目されている。しかしながら、CDNA結晶の光学的性質を理解するための基礎となる単量体や会合体の電子状態についての報告例は殆ど無い。CDNAの単量体と会合体の電子状態と発光特性の研究は、CDNA結晶の光物性の解明のための基礎として重要である。
実験 / Experimental
これまでに分光測定した実験結果をまとめる。測定には分子研機器センターのMS-231を利用した。室温におけるアセトニトリル溶液中のCDNAの蛍光励起スペクトルと蛍光スペクトルの濃度変化（0.01~10 mM）をそれぞれ図1と図2に示す。蛍光励起スペクトルは、溶液濃度が高くなるにつれてレッドシフトし、スペクトルの形状が変化している。0.01
mMと0.1 mMでは、300～430 nm領域にブロードな励起スペクトルが観測されている。1 mMでは427 nmにピークをもつレッドシフトしたバンドが現れる。10 mMでは更にレッドシフトしたバンドが観測されている。1 mMのバンドより10 mMのバンドの方が先鋭化が顕著である。
単量体の蛍光励起スペクトルが観測されないことから、0.01 mMと0.1 mMの励起スペクトルは、会合体に由来すると考えられる。0.1 mMと1 mMの溶液では、530 nmにピークをもつブロードな蛍光スペクトルが観測されている。10 mMの溶液で観測された447 nmのピークを励起した場合には、0.1 mMと1 mMの蛍光スペクトルと類似したスペクトルが観測された。
1 mMと10 mMの溶液で観測された励起スペクトルの先鋭化したバンド形状から、J‒会合体の生成によって発光が起こると結論した。CDNAの励起スペクトルには顕著な濃度変化が見られるが、蛍光スペクトルは、波長領域、スペクトル形状ともに濃度変化がわずかである。したがって、J‒会合体から基底状態への直接的な電子遷移による発光が生じる機構では観測結果を説明できない。そこで、J‒会合体が中間体に無放射遷移した後に発光する機構を提案する。我々が知る範囲では、J‒会合体から中間体への電子遷移を経由する発光について報告例は無い。
結果と考察 / Results and Discussion
本研究においては、以下の点について解明することを目的とする。（i）どのような分子構造のJ‒会合体が生成するか。（ii）励起スペクトルの波長とスペクトルの形状には顕著な濃度変化が観測された。ところが、蛍光スペクトルにはわずかな変化しか見られないのはなぜか。（iii）提案した発光機構と測定結果が一致するか。現在のところ、蛍光励起・蛍光スペクトルの測定結果をもとに、蛍光寿命測定を行い、その測定条件等を検討中である。0.1 mMと1 mMの溶液では、室温から凍結温度まで冷却すると、数10 psの単一成分から、数100 psと数nsの二成分系に変化することが分かった。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
CDNA
図１ 蛍光励起スペクトルの濃度変化
図２ 蛍光スペクトルの濃度変化
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件