日大ら,分子の折り曲げで円偏光発光分子を開発

日本大学と近畿大学は,強い円偏光発光(CPL: Circularly Polarized Luminescence)を示すおわん型形状の白金錯体の開発に成功した(ニュースリリース)。

キラルな構造をもつ分子は,右回転または左回転のどちらかに偏った光を過剰に発する円偏光発光(CPL)を示すことが知られており,強いCPLを示す材料は三次元ディスプレーや光暗号通信などへの応用が期待されている。

効率的なCPLを示す有力な材料の1つとして,有機ELディスプレーの発光素子材料等への利用に期待が高まっているりん光性白金錯体が挙げられる。しかしながらこれまでに報告されている白金錯体では,分子が発する円偏光の回転方向や強度と,分子構造との相関がよくわかっておらず,合理的な設計指針が求められている状況だった。

研究グループは,CPLを示すりん光性白金錯体の合理的な設計指針の確立を目的として,分子の構造がCPL特性に与える影響を解明するため,新たな発光分子の合成およびその光学特性の調査を行なった。その結果,平面的な構造をもつ白金錯体を「折り曲げる」ことにより,CPL強度が増強されることを明らかにした。

研究では,りん光を示す白金錯体の分子骨格にキラルな置換基を導入した化合物を設計・合成し,それらのCPL特性について検討した。合成した錯体の分子構造を解析したところ,キラルなアルキル置換基を有する錯体は平面的な分子構造をとっていたのに対し,よりかさ高い環状置換基を導入した錯体では,おわん型に「折れ曲がった」分子構造をとっていることがわかった。

また,それぞれの錯体のCPL特性を検討したところ,平面型の錯体では検出できないほど弱いCPLしか示さなかったのに対して,おわん型の錯体は強いCPLを示すことがわかったという。

研究グループは今回の研究について,分子構造とCPL強度との相関関係を実験的に明らかにすることができ,実用的な円偏光りん光材料の設計に重要な指針を与えたとしている。

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