前回に引き続き、2018年度の48号目のネイチャーのハイライトより。
オプトエレクトロニクス：有機ラジカル発光体を用いる高効率発光
Nature 563, 7732
2018年11月22日
発光ダイオード（LED）は、一般的に無機材料でできている。有機LEDには、無機LEDよりも軽く、フレキシブルにできるという長所があると思われる。しかし、有機LEDは、電子状態の大半が光を放出しないので、一般的に性能が低く、量子効率が約25％以下に制限されることが多い。今回F Liたちは、ラジカル発光体では、発光が一重項状態や三重項状態ではなく二重項状態に起因するため、ラジカル発光体でできたデバイスには量子効率の制限がないことを示すとともに、量子効率27％の深赤色LEDを作製している。今回の二重項発光を実現する方法は、他のオプトエレクトロニクスデバイスにも応用できる可能性がある。
Letter p.536
News & Views p.480
■Light-emitting diode - Wikipedia（英文）
この論文はネイチャーのニュースにも取り上げられました。
日本語版本誌では、「オプトエレクトロニクス：ラジカルLEDの画期的な効率」と題され、見出しにおいては、「有機フリーラジカルを使って発光ダイオードを作る今回の戦略は、他の有機LEDが電流を光に変換する効率を制限している制約を回避する。」と取り上げられました。
フルテキストを直訳しますと・・・
根本的なLEDのための効率の進歩
となり、見出しを直訳しますと・・・
有機フリーラジカルを使用して発光ダイオードを製造するための戦略は、他の有機ＬＥＤが電流を光に変換する効率を制限する制約を回避する。
となります。
フルテキストは下記です。
Full Text：News & Views p.480
Efficiency breakthrough for radical LEDs
本論文においては、日本語版本誌では、「オプトエレクトロニクス：二重項発光による高効率ラジカル発光ダイオード」と題されています。
フルテキストを直訳しますと・・・
二重項発光を伴う効率的なラジカル系発光ダイオード
となり、Abstractを直訳しますと・・・
有機発光ダイオード（OLED）[1、2、3、4、5]、量子ドットベースのLED [6、7、8、9、10]、ペロブスカイトベースのLED [11、12、13]、およびマイクロLED [14、15]が優勝しました次世代ディスプレイやアクティブ照明用の軽量でフレキシブルなユニットを製造する。 OLEDを基にしたいくつかのハイエンド商品がすでに存在していますが、より広いインパクトを実現するための技術の高い運用効率を維持しながら、コストを下げなければなりません。ここでは、その発光が一重項または三重項励起子ではなくスピン二重項から生じるラジカルベースのOLEDs[16]の効率的な作用を実証します。これらのＯＬＥＤでは発光プロセスが依然としてスピン許容されているが、三重項励起子によって課せられる効率の限界は二重線については回避される。ルミネセンスラジカル発光体を用いて、我々は、７１０ナノメートルの波長で２７％の最大外部量子効率を有するＯＬＥＤを実証した - これは、深赤色および赤外ＬＥＤについて報告された最高値である。標準的な閉殻有機半導体では、正孔と電子はそれぞれ最高被占軌道と最低空軌道（HOMOとLUMO）を占め、再結合して一重項または三重項励起子を形成します。ラジカルエミッターは基底状態で単一占有分子軌道（SOMO）を持ち、全体的なスピン1/2ダブレットを与えます。エネルギー的な根拠で予想されるように、電子と正孔の両方がこのSOMOレベルを占有する場合、再結合は系を基底状態に戻し、発光を与えない。しかし、私たちの非常に効率的なOLEDでは、HOMOへの選択的正孔注入とSOMOへの電子注入を達成して、ほぼ1の内部量子効率で蛍光二重項励起状態を形成します。
となります。
フルテキストは下記です。詳細が必要な方はご購入をお願いいたします。
Full Text：Letter p.536
Efficient radical-based light-emitting diodes with doublet emission
Data availabilityによりますと・・・
この研究で集められ分析されたデータセットはhttps://doi.org/10.17863/CAM.31543で利用可能です。
究極に溜まりに溜まったネイチャー。次回は、「光学材料：鉛を用いない白色発光」を取り上げます。
