領域について

光化学は、エレクトロニクス、エネルギー、医薬・医療、機能性材料など現代社会において多様な貢献を期待されています。その根幹を司るドナー・アクセプター(D•A)相互作用では、今まで電荷移動(CT)を、クーロン相互作用による「静的エキシトン(クーロン力によって束縛された電子と正孔の対の状態及びその概念、と定義)」として捉えてきました。しかし、D•A系ではそれ以外にも、核や格子の運動、スピンと軌道の相互作用などが動的効果として時間発展的に働くために、従来の捉え方では破綻をきたしています。例えば近年、有機太陽電池(OPV)の発展が目覚ましいですが、この光電流生成の仕組みを静的な枠組みで理解するには限界があり、高効率OPV実現の足かせになっています。さらに、光反応初期におけるこの動的効果を正しく理解するための、精密計測や理論体系は未開拓です。従って人類がD•A相互作用を自在に操るにはほど遠い状況にあり、OPV、有機発光素子(OLED)の高性能化のみならず、光を使った医薬・医療、有機材料の新規機能実現の深刻なボトルネックになっています。 本領域では、動的エキシトン効果を利用する精緻な分子設計と、本研究メンバーが独自に構築してきた、世界を先導する高分解能計測・理論的精密解析による分野融合により、上記課題解決を目指します。また光励起CTにおけるスピン状態を含めた、電子状態間の変換による多様な光機能開拓を、動的相互作用の深い理解に基づく、分子構造と運動性の巧妙な時空間制御の実現を目指します。

領域代表今堀博(京都大学大学院工学研究科・教授)
研究期間令和2~6年度
領域番号20A201

計画班

A01班動的エキシトン創成

課題名:架橋構造を利用した動的エキシトン相互作用の学理構築
代表者(A01班長):今堀  博(京都大学大学院工学研究科・教授)
分担者:梅山 有和(兵庫県立大学工学研究科・教授)
課題番号:20H05832

http://www.moleng.kyoto-u.ac.jp/~moleng_05/

課題名:動的エキシトン制御を志向した有機ドナー・アクセプター材料創成
代表者:山田 容子(奈良先端科学技術大学院大学先端科学技術研究科・教授)
分担者:松尾 恭平(奈良先端科学技術大学院大学先端科学技術研究科・助教)
協力者:荒谷 直樹(奈良先端科学技術大学院大学先端科学技術研究科・准教授)
協力者:林 宏暢(奈良先端科学技術大学院大学先端科学技術研究科・助教)
課題番号:20H05833

https://mswebs.naist.jp/LABs/env_photo_greenmat/

課題名:動的エキシトン制御を志向した有機無機ドナー・アクセプター材料創成
代表者:作田 絵里(長崎大学大学院工学研究科・准教授)
課題番号:20H05834

http://www.cms.nagasaki-u.ac.jp/lab/sakutai/

A02班動的エキシトン解析

課題名:電子スピン分極の空間映像化による光誘起動的エキシトン相互作用の解析
代表者(A02班長):小堀 康博(神戸大学分子フォトサイエンス研究センター・教授)
協力者:婦木 正明 (神戸大学 分子フォトサイエンス研究センター・助手)
課題番号:20H05835

http://www2.kobe-u.ac.jp/~ykobori/frame.html

課題名:マイクロ波過渡分光法による動的エキシトンのナノ空間評価
代表者:佐伯 昭紀(大阪大学大学院工学研究科・教授)
課題番号:20H05836

http://www.chem.eng.osaka-u.ac.jp/~saeki/cmpc/

課題名:固体NMRによる動的エキシトン構造体の時空間解析
代表者:鈴木 克明(京都大学化学研究所・助教)
課題番号:20H05837

http://molmat.kuicr.kyoto-u.ac.jp/

課題名:広帯域時間分解分光による動的エキシトン時間発展の追跡
代表者:山方 啓(豊田工業大学大学院工学研究科・准教授)
協力者:加藤 康作(豊田工業大学大学院工学研究科・博士研究員)
課題番号:20H05838

https://www.toyota-ti.ac.jp/Lab/Zairyo/QIL-Website/yamakata.htm

課題名:動的エキシトンの理論
代表者:東 雅大(京都大学大学院工学研究科・准教授)
協力者:中農 浩史(京都大学大学院工学研究科・助教)
課題番号:20H05839

http://www.riron.moleng.kyoto-u.ac.jp/

A03班動的エキシトン機能

課題名:動的エキシトン解析に基づく材料設計とその応用
代表者(A03班長):梶 弘典(京都大学化学研究所・教授)
課題番号:20H05840

http://molmat.kuicr.kyoto-u.ac.jp/

課題名:動的エキシトン利用を志向した機能性有機半導体材料開発と太陽電池応用
代表者:家 裕隆(大阪大学産業科学研究所・教授)
分担者:東野智洋(京都大学大学院工学研究科・准教授)
協力者:陣内 青萌(大阪大学産業科学研究所・助教)
協力者:横山 創一(大阪大学産業科学研究所・助教)
協力者:安藤 直紀(大阪大学産業科学研究所・助教)
課題番号:20H05841

https://www.sanken.osaka-u.ac.jp/labs/omm/

課題名:動的エキシトンを利用した細胞膜機能の光制御
代表者:村上 達也(富山県立大学大学院工学研究科・教授)
分担者:沼田 朋大(福岡大学医学部・講師)
課題番号:20H05842

https://www.pu-toyama.ac.jp/BR/murakami/

課題名:動的エキシトン光増感分子触媒によるアルカンのsp3C-H結合変換反応の開発
代表者:三ツ沼 治信(東京大学大学院薬学系研究科・特任助教)
課題番号:20H05843

http://www.f.u-tokyo.ac.jp/~kanai/

公募班

A01班動的エキシトン創成

課題名:動的エキシトン制御を志向した新奇箱型電子受容体の開発
代表者:秋山 みどり(東京大学大学院工学系研究科・特任助教)
課題番号:21H05385

http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/okazoe/

課題名:分子軌道を制御した新規有機半導体材料の開発
代表者:斎藤 慎彦(広島大学大学院先進理工系科学研究科・助教)
協力者:Kim Hyung Do(京都大学工学研究科・助教)
課題番号:21H05397

https://osaka.hiroshima-u.ac.jp

課題名:塗布デバイスを志向した動的二重項エキシトン材料創生
代表者:アルブレヒト 建(九州大学先導物質化学研究所・准教授)
課題番号:21H05399

https://www.alken-lab.com/

課題名:動的エキシトンを実現する軸不斉発光錯体の創製
代表者:小野 利和(九州大学大学院工学研究院・准教授)
課題番号:21H05400

http://www.chem.kyushu-u.ac.jp/~yhisaeda/

課題名:CT相互作用を環状配列した動的エキシトンの創成
代表者:湯浅 順平(東京理科大学理学部第一部・准教授)
課題番号:21H05404

https://www.rs.tus.ac.jp/yuasaj/member.html

課題名:動的エキシトン制御による高色純度青色TADF材料の開発
代表者:小田 晋(関西学院大学理学部・助教)
協力者:畠山 琢次(関西学院大学理学部・教授)
課題番号:21H05408

https://sci-tech.ksc.kwansei.ac.jp/~hatakeyama/

A02班動的エキシトン解析

課題名:有機太陽電池の動的エキシトン解離過程への非フラーレンアクセプター分子四重極の影響
代表者:吉田 弘幸(千葉大学大学院工学研究院・教授)
課題番号:21H05384

https://adv.chiba-u.jp/nano/yoshida_lab/

課題名:ドナー/アクセプター界面における動的エキシトンの高速電荷分離メカニズムの解明
代表者:玉井 康成(京都大学大院院工学研究科・助教)
課題番号:21H05394

http://www.photo.polym.kyoto-u.ac.jp/

課題名:多重励起技術による動的エキシトンの対間距離ダイナミクスの可視化
代表者:五月女 光(大阪大学大学院基礎工学研究科・助教)
課題番号:21H05395

http://www.chem.es.osaka-u.ac.jp/laser/index.html

課題名:テラヘルツ分光法による有機太陽電池の動的エキシトンと電荷キャリアの計測と解析
代表者:太田 薫(神戸大学分子フォトサイエンス研究センター・研究員)
課題番号:21H05396

http://www2.kobe-u.ac.jp/~tominaga/

課題名:一重項分裂における動的エキシトン解析
代表者:羽曾部 卓(慶應義塾大学理工学部・教授)
課題番号:21H05403

http://www.chem.keio.ac.jp/~hasobe/

課題名:バンド伝導性単結晶有機半導体D・A界面における非局在フレンケル励起子の物性探索
代表者:中山 泰生(東京理科大学理工学部・准教授)
課題番号:21H05405

https://www.rs.tus.ac.jp/oml/index.html

課題名:分子集合体の動的エキシトン現象に対する実時間シミュレーション手法の開発と応用
代表者:浦谷 浩輝(早稲田大学 先進理工学部・助教)
協力者:中井 浩巳(早稲田大学 理工学術院・教授)
課題番号:21H05407

https://researchmap.jp/huratani?lang=ja

課題名:コヒーレント分子振動誘起による電荷分離エキシトンの時空間制御
代表者:木村 謙介(理化学研究所開拓研究本部・基礎科学特別研究員)
課題番号:21H05412

http://www2.riken.jp/Kimlab/index.html

A03班動的エキシトン機能

課題名:動的エキシトンを利用した硫黄カチオンラジカルの触媒的発生と結合形成反応への応用
代表者:長尾 一哲(金沢大学医薬保健研究域薬学系・助教)
課題番号:21H05388

https://seimitsu.w3.kanazawa-u.ac.jp

課題名:動的エキシトンを利用する可視光駆動型ラジカル発生法の開発
代表者:南保 正和(名古屋大学トランスフォーマティブ生命分子研究所・特任准教授)
課題番号:21H05390

https://www.itbm.nagoya-u.ac.jp/ja/members/m-nambo/

課題名:有機発光材料の動的エキシトン過程の理解と機能開拓
代表者:儘田 正史(九州大学工学研究院・助教)
課題番号:21H05401

http://www.cstf.kyushu-u.ac.jp/~adachilab/lab/

課題名:有機薄膜太陽電池界面における電荷移動型エキシトンの解離と動的過程
代表者:村岡 梓(日本女子大学理学部・准教授)
課題番号:21H05406

http://mcm-www.jwu.ac.jp/~muraoka/

課題名:動的エキシトンを利用した新原理フォトンアップコンバージョン
代表者:伊澤 誠一郎(分子科学研究所分子機能研究部門・助教)
課題番号:21H05411

https://www.ims.ac.jp/research/assist/izawa.html

課題名:動的エキシトンの仮想スクリーニングによる有機EL材料の探索と実用
代表者:相澤 直矢(大阪大学大学院工学研究科・助教)
課題番号:21H05413

https://researchmap.jp/naoya-aizawa/

アドバイザー

国内アドバイザー

増原 宏 (大阪大学・名誉教授、国立陽明交通大学(台湾)・講座教授)

戸部 義人(大阪大学・名誉教授、 国立陽明交通大学(台湾) ・講座教授)

徳丸 克己(筑波大学・名誉教授)

榊 茂好(京都大学・名誉教授)

大西 敏博(大阪大学・特任教授、住友化学・フェロー)

国際アドバイザー

Paul W.M Blom(Professor, Director, Max Planck Institute for Polymer Research, Germany)

https://www.mpip-mainz.mpg.de

Itamar Willner(Professor, Institute of Chemistry, The Hebrew University of Jerusalem, Israel)

http://chem.ch.huji.ac.il/willner/

Prashant V. Kamat(Professor, John A Zahm Professor of Science, University of Notre Dame, USA; Editor-in-Chief in ACS Energy Letters)

https://www3.nd.edu/~kamatlab/

Michael R. Wasielewski(Professor, Department of Chemistry, Northwestern University, USA)

http://chemgroups.northwestern.edu/wasielewski/

公募研究

令和3年度科学研究費助成事業‐科研費‐(学術変革領域研究(A)(公募研究))の公募について
提出期限: 2021年3月31日(水曜日)午後4時30分 https://www.mext.go.jp/a_menu/shinkou/hojyo/boshu/1394559_00004.htm

(公募要領、計画調書のダウンロード)
https://www.mext.go.jp/a_menu/shinkou/hojyo/boshu/1394561_00002.htm