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照明の効率(有機ELなど)について調べているのですが、PLQYという言葉がよく出てくるのですが、イマイチよくわかりません。わかる方よろしくお願いいたします。

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A 回答 (1件)

光ルミネッセンス の量子効率(Photoluminescence Quantum Yield)です。

この分野の専門家の方なら説明しませんが、Photoluminescenceは、日本では通称フォトルミと言い、材料の光吸収エネルギーより大きなエネルギーの光を材料に照射したときに、材料内部で電子・正孔の対ができて、それが再結合することで、いろいろな波長の光(ルミネッセンス光)が出てきます。これを分析して、材料の質などを評価する半導体の評価手法の1つです。このルミネッセンス光の量と、元の照射光(励起光)の量の比率が大きいほど有機ELの質が良いということになります。

英語の技術用語の検索は、英辞郎か英語版Wikipediaをお勧めします。
有機ELは "organic EL"とか"organic LED"で出てきます。

【英辞郎】 http://www.alc.co.jp/
【英語版Wikipedia】 http://en.wikipedia.org/wiki/Main_Page
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この回答へのお礼

御礼が遅くなってすみません。
たいへんよくわかりました。

お礼日時:2007/03/22 10:38

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Q波長(nm)をエネルギー(ev)に変換する式は?

波長(nm)をエネルギー(ev)に変換する式を知っていたら是非とも教えて欲しいのですが。
どうぞよろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

No1 の回答の式より
 E = hc/λ[J]
   = hc/eλ[eV]
となります。
波長が nm 単位なら E = hc×10^9/eλ です。
あとは、
 h = 6.626*10^-34[J・s]
 e = 1.602*10^-19[C]
 c = 2.998*10^8[m/s]
などの値より、
 E≒1240/λ[eV]
となります。

>例えば540nmでは2.33eVになると論文には書いてあるのですが
>合っているのでしょうか?
λに 540[nm] を代入すると
 E = 1240/540 = 2.30[eV]
でちょっとずれてます。
式はあっているはずです。

Q共役の長大=長波長シフト?

芳香族多環化合物で、π電子共役系が伸びることによってなぜHOMO-LUMO差が縮まるのかがわかりません。
π電子共役系が伸びるとUV吸収スペクトルの吸収極大は長波長シフトすることは実験的にわかります。そして、長波長シフトはHOMO-LUMO差が縮まることによって引き起こされることも理解できますが、なぜHOMO-LUMO差が縮まるのかがわかりません。
なるべく量子化学に踏み込まずに、単純に説明できる方がいらっしゃいましたらお願いします。

Aベストアンサー

例えば、水素原子二つから水素分子ができる場合、それぞれの電子軌道を
下図のように描いたと思います;


↑      ─σ*    ←軌道の重なりで生じた反結合性軌道
|    /   \  
|1s─       ─1s ←軌道が重なる前のエネルギー準位
|    \   /
|      ─σ     ←軌道の重なりで生じた結合性軌道

|  Ha      Hb
 (Ha、Hbはそれぞれ水素原子)


π電子共役系でもこれと同様に考えると、感覚的に理解できるかもしれません。
まず、その共役系の4つの原子の、π結合にあずかる4つのp軌道について、
それぞれ2個同士で軌道の重なりを考えます;


↑        ─ πab*           ─ πcd*
|      /   \           /   \  
|     /      \        /      \  
┼ 2p─          ─2p 2p─          ─2p
|     \      /        \      /
|      \   /           \   /
|         ─ πab           ─ πcd

   Ca         Cb    Cc         Cd
 (Ca~Cdはそれぞれ炭素原子、πab・πab*はそれぞれCa・Cbのp軌道の
  重なりで生じた結合性軌道・反結合性軌道。πcd・πcd*も同様)

次に、このπab・πab*とπcd・πcd*との間の軌道の重なりを考えます。
このとき、先程のp軌道同士の場合に比べると、軌道の重なりは小さいため、
エネルギー準位の分裂幅も小さくなります(因みに、重なり0→分裂幅0);

                 _π4
E            /       \
↑  πab* ─                ─ πcd*
|           \       /
|                ̄π3

|               _π2
|           /       \
|   πab ─               ─ πcd
|           \       /
                  ̄π1
   Ca         Cb    Cc         Cd

 (元のp軌道は省略、そのエネルギー準位は左端の『┼』で表示)


この結果、Ca~Cdの炭素上にπ1~π4の4つの軌道ができます。
元のp軌道よりエネルギー準位の低いπ1・π2が結合性軌道(π2がHOMO)、
高いπ3・π4が反結合性軌道(π3がLUMO)になります。
(軌道が重なると、「重なる前より安定な軌道」と「重なる前より不安定な軌道」が
 生じますが、このように、必ずしもそれが「結合性軌道と反結合性軌道となる」
 とは限りません;その前に大きな安定化を受けていれば、多少不安定化しても
 結合性軌道のまま、と)

このように考えれば、それぞれのHOMOとLUMOのエネルギー差は、CaとCbの2つの
π電子系で生じた時に比べ、Ca~Cdの4つのπ電子系の方が小さくなることが
理解していただけるのではないかと思います。


<余談>
このようにして共役系が延長していくと、軌道の重なりによる安定化幅はさらに小さく
なっていくため、「軌道」というよりは「電子帯(バンド)」というべきものになります。
また、HOMO-LUMO間のエネルギー差も縮小し、常温で励起が起こるようになります。
これによって、芳香族ポリマーや黒鉛などは電導性が生じているわけです。

例えば、水素原子二つから水素分子ができる場合、それぞれの電子軌道を
下図のように描いたと思います;


↑      ─σ*    ←軌道の重なりで生じた反結合性軌道
|    /   \  
|1s─       ─1s ←軌道が重なる前のエネルギー準位
|    \   /
|      ─σ     ←軌道の重なりで生じた結合性軌道

|  Ha      Hb
 (Ha、Hbはそれぞれ水素原子)


π電子共役系でもこれと同様に考えると、感覚的に理解できるかもしれません。
まず、その共役系...続きを読む

Q開始剤、促進剤について

ポリアクリルアミドゲルの合成に重合促進剤としてTEMED(テトラメチルエチレンジアミン)、開始剤としてAPS(過硫酸アンモニウム)を用いて実験しました。実験をしていて疑問に思ったのですが・・・

開始剤、促進剤を多く入れれば入れるほど、重合速度は速くなるものなのでしょうか?また、速くなるのであれば理由を教えていただきたいです。

Aベストアンサー

こんな感じかな:
http://www.246.ne.jp/~takeru/chalk-less/lifesci/bioexp/sds-page.html
この中でTEMEDを「重合開始剤」と書いてありますが、これはご質問にある「重合促進剤」の方が正しいと思います。
さて、ラジカル重合で過酸化物からラジカルが発生しますから、APS量を増やせば重合速度は大きくなるでしょう。ただし、ラジカル重合のつねとして、ラジカル濃度が大きくなりすぎると、停止反応(もっぱらラジカル同士が相互作用して非ラジカル種になってしまう)が急激に(当然ラジカル濃度の2乗で)多くなってきますから、穏やかな、分子量の均一な重合物を得たいときは、開始剤も、促進剤も、その量を良く選んでおかねばなりません。
特に、分析の展開媒体などの場合、「再現性」が命ですから、できれば、あまりゲルの制作条件を変えない方が良いわけです。
もちろん、解析条件を「探索する」必要がある場合、ゲルの作り方にまで踏み込む必要が出て来ることがあるでしょう。そうなったら幸せ。
m(_ _)m

Qミラー指数:面間隔bを求める公式について

隣接する2つの原子面の面間隔dは、ミラー指数hklと格子定数の関数である。立方晶の対称性をもつ結晶では

d=a/√(h^2 + k^2 + l^2) ・・・(1)

となる。

質問:「(1)式を証明せよ」と言われたのですが、どうすれば言いかわかりません。やり方を教えてもらえませんか_| ̄|○

Aベストアンサー

「格子定数」「ミラー指数」などと出てくると構えてしまいますが、この問題の本質は3次元空間での簡単な幾何であり、高校生の数学の範囲で解くことができます。

固体物理の本では大抵、ミラー指数を「ある面が結晶のx軸、y軸、z軸を切る点の座標を(a/h, b/k, c/l)とし、(h, k, l)の組をミラー指数という(*1)」といった具合に説明しています。なぜわざわざ逆数にするの?という辺りから話がこんがらがることがしばしばです。
大雑把に言えばミラー指数は法線ベクトルのようなものです。特に立方晶であれば法線ベクトルと全く同じになります。すなわち立方晶の(111)面の法線ベクトルは(1,1,1)ですし、(100)面の法線ベクトルは(1,0,0)です。法線ベクトルなら「ミラー指数」よりずっと親しみがあり解けそうな気分になると思います。

さて(hkl)面に相当する平面の方程式を一つ考えてみましょう。一番簡単なものとして
hx + ky + lz=0  (1)
があります。(0,0,0)を通る平面で法線ベクトルは(h,k,l)です。
これに平行な、隣の平面の式はどうでしょうか。
hx + ky + lz = a  (2a)
hx + ky + lz = -a  (2b)
のいずれかです。これがすぐ隣の平面である理由(そのまた間に他の平面が存在しない理由)は脚注*2に補足しておきました。
点と直線の距離の公式を使えば、題意の面間隔dは原点(0,0,0)と平面(2a)の間隔としてすぐに
d=a/√(h^2+k^2+l^2)  (3)
と求められます。

点と直線の距離の公式を使わなくとも、次のようにすれば求められます。
原点Oから法線ベクトル(h,k,l)の方向に進み、平面(2a)とぶつかった点をA(p,q,r)とします。
OAは法線ベクトルに平行ですから、新たなパラメータtを用いて
p=ht, q=kt, r=lt  (4)
の関係があります。
Aは平面(2a)上の点でもありますから、(4)を(2a)に代入すると
t(h^2+k^2+l^2)=a
t=a/(h^2+k^2+l^2)  (5)
を得ます。
ここにOAの長さは√(p^2+q^2+r^2)=|t|√(h^2+k^2+l^2)なので、これを(5)に代入して
|a|/√(h^2+k^2+l^2)  (6)
を得ます。OAの長さは面間隔dにほかならないので、(3)式が得られたことになります。

bokoboko777さん、これでいかがでしょうか。

*1 (h, k, l)の組が共通因数を持つ場合には、共通因数で割り互いに素になるようにします。例えば(111)面とは言いますが(222)面なる表現は使いません。
*2 左辺はhx+ky+lzでよいとして、なぜ右辺がaまたは-aと決まるのか(0.37aや5aにならないのは何故か)は以下のように説明されます。
平面をhx+ky+lz = C (Cはある定数)と置きます。この平面は少なくとも一つの格子点を通過する必要があります。その点を(x0,y0,z0)とします。
h,k,lはミラー指数の定義から整数です。またx0,y0,z0はいずれもaの整数倍である必要があります(∵格子点だから)。すると右辺のCも少なくともaの整数倍でなければなりません。
次に右辺の最小値ですが、最小の正整数は1ですから平面hx + ky + lz = aが格子点を通るかどうかを調べ、これが通るなら隣の平面はhx + ky + lz = aであると言えます。このことは次の命題と等価です。
<命題>p,qが互いに素な整数である場合、pm+qn=1を満たす整数の組(m,n)が少なくとも一つ存在する
<証明>p,qは正かつp>qと仮定して一般性を失わない。
p, 2p, 3p,...,(q-1)pをqで順に割った際の余りを考えてみる。
pをqで割った際の余りをr[1](整数)とする。同様に2pで割った際の余りをr[2]・・・とする。
これらの余りの集合{r[n]}(1≦n≦(q-1))からは、どの二つを選んで差をとってもそれはqの倍数とは成り得ない(もし倍数となるのならpとqが互いに素である条件に反する)。よって{r[n]}の要素はすべて異なる数である。ところで{r[n]}は互いに異なる(q-1)個の要素から成りかつ要素は(q-1)以下の正整数という条件があるので、その中に必ず1が含まれる。よって命題は成り立つ。

これから隣の平面はhx + ky + lz = aであると証明できます。ただここまで詳しく説明する必要はないでしょう。証明抜きで単に「隣の平面はhx + ky + lz = aである」と書くだけでよいと思います。

参考ページ:
ミラー指数を図なしで説明してしまいましたが、図が必要でしたら例えば
http://133.1.207.21/education/materdesign/
をどうぞ。「講義資料」から「テキスト 第3章」をダウンロードして読んでみてください。(pdfファイルです)

参考URL:http://133.1.207.21/education/materdesign/

「格子定数」「ミラー指数」などと出てくると構えてしまいますが、この問題の本質は3次元空間での簡単な幾何であり、高校生の数学の範囲で解くことができます。

固体物理の本では大抵、ミラー指数を「ある面が結晶のx軸、y軸、z軸を切る点の座標を(a/h, b/k, c/l)とし、(h, k, l)の組をミラー指数という(*1)」といった具合に説明しています。なぜわざわざ逆数にするの?という辺りから話がこんがらがることがしばしばです。
大雑把に言えばミラー指数は法線ベクトルのようなものです。特に立方晶であれば法線ベ...続きを読む

Qジアゾカップリング反応について

ジアゾ化は酸性条件で行うのに、塩化ベンゼンジアゾニウムと2-ナフトールからなるジアゾカップリング反応を塩基性条件で行うのはなぜでしょうか?

Aベストアンサー

まず、ジアゾ化の反応について説明します。
典型的な例として、アニリンと亜硝酸(HONO)から塩化ベンゼンジアゾニウムができる反応を説明します。

これは、亜硝酸を酸存在下で、まず活性なニトロソニウムイオン(NO+)にします。こうして生じたニトロソニウムイオンを、アニリンが攻撃して、ニトロサミンが生じます。(以下)
ArN-N=O
 |
 H
このニトロサミンへプロトン化が起き、引き続く脱水反応によりジアゾニウムができます。すなわち、この反応では、ニトロソニウムイオンを発生させるためにも必要なのだと思います。

次に、ジアゾカップリングについて説明します。
塩化ベンゼンジアゾニウムとフェノールを例に説明します。

この反応は、芳香族の求電子置換反応であり、フェノールが解離して生じたフェノキシドイオン(PhO-)がジアゾニウムイオンを攻撃して起こります。(PhはC6H5の略。)

ナフトールの場合も同様に、塩基条件下でナフトールのOHのHを引き抜きNpO-(Np=ナフチル基)にして、これがジアゾニウムイオンを攻撃します。塩基が必要なのはそのためであると思います。




        

まず、ジアゾ化の反応について説明します。
典型的な例として、アニリンと亜硝酸(HONO)から塩化ベンゼンジアゾニウムができる反応を説明します。

これは、亜硝酸を酸存在下で、まず活性なニトロソニウムイオン(NO+)にします。こうして生じたニトロソニウムイオンを、アニリンが攻撃して、ニトロサミンが生じます。(以下)
ArN-N=O
 |
 H
このニトロサミンへプロトン化が起き、引き続く脱水反応によりジアゾニウムができます。すなわち、この反応では、ニトロソニウムイオンを発生させるためにも必要な...続きを読む

Q一重項と三重項のエネルギー的安定性

一重項は二つの不対電子(スピン)が逆平行の向きに、三重項は平行の向きに存在している、ということを学んだんですが、どうやら燐光(系間交差)の話でそれぞれの軌道のエネルギーは一重項>三重項のようです。

スピンの向きを見る限り、同じ向きより逆平行の向きの方が、互いに相殺し合ってエネルギー的に安定(つまり一重項<三重項)のように感じますが、なぜでしょう?

Aベストアンサー

スピンの向きが直接エネルギーにかかわるためには磁界が必要です。
磁界が無い時には、スピンの向きはエネルギーとは関係ありません。

3重項(つまり2つの電子のスピン状態が一緒)のほうがエネルギーが低くなる原因はパウリの排他律と考えると判りやすいです。

つまり、
スピン状態が同じ電子は近くに寄れない(パウリの原理)ため、
その分電子間の静電斥力が小さく、エネルギー的には低い準位が得られます。

一方、異なるスピン状態の電子はスピンについてはパウリの原理によらず自由に接近できるため、その分、静電斥力が多くなり、
エネルギー的には高い準位が形成されます。

Q吸光度の単位

吸光度の単位は何でしょうか!?
一般的には単位はつけていないように思われるのですが。。
宜しくお願いします。

Aベストアンサー

物理的には、No.1さんも書かれているように吸光度も透過度も基本的に同じ単位系の物理量どうしの「比」なので「無単位」です。しかし、無名数では他の物理量、特に透過度と区別が付かないので、透過度は"透過率"として「%」を付けて表し、"吸光度"は「Abs(アブス)」を付けて呼ぶのが業界(分析機器工業会?)のならわしです。

Q発光強度の単位は

分光計測器で分光分布の波形を得ました。グラフの横軸は波長で、
単位は[nm]なんですが、縦軸の発光強度の単位が解らないので質
問しました。よろしくお願いします。

Aベストアンサー

一般的に単位はありません。
吸光、蛍光、フォトン数など濃度に対する相対強度
ですので表示するのであれば、強度(intensity)でしょう。

Q発光スペクトルと蛍光スペクトル

発光スペクトルと蛍光スペクトルの違いがわかりません。
測定する装置は、どちらも分光光度計なのでしょうか?

調べたのですがどちらも似ているようで、2つの違いの、はっきりとした回答がわかりませんでした。

どなたかお教えいただきたいです。
よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

>発光スペクトルと蛍光スペクトルの違い
どちらも物体から出てくる光を分光します。しかし大きな差があります。
一般に「発光スペクトル」は「黒体輻射」も「輝線スペクトル」も、つまり「自分自身がエネルギーを与えられて光を放射するもの全て」を言います。
一方「蛍光スペクトル」は他の「光源」から受け取った(吸収した)光が「蛍光」として吸収に関与した物質から放射されるときに限ります。
ただし、電子的回路で、無機材料を励起しその「蛍光」に相当する波長の発光を行わせることが出来れば、「光を吸収しない蛍光」もあり得るわけです。
蛍光の典型的なものは「蛍光灯」ですが、これは蛍光灯の中での放電から水銀蒸気が得たエネルギーを、蛍光灯表面の「蛍光剤」に吸収させ、そこから放出される「各種の波長の光」を上手く混ぜて、いろいろな色調を出しています。
蛍光灯の表面の「蛍光剤」を光り以外の方法で「励起」してやれば「蛍光でなく」「発光」スペクトルを見ることも出来るはずです。

Q有機EL ツーリングファクターについて

よろしくお願いします。

今、ゼミで有機ELについて勉強しています。

ツーリングファクターについてネット上で調べていたのですが手掛かりがありませんでした。よろしければどなたか教えていただけないでしょうか。

Aベストアンサー

ANo.1です。
>もしよろしければ具体的に数字を用いて教えていただくことはできないでしょうか?

私がやった方法は以下のとおりです。
(1) 最初に toolig factor = 1 (100%) として、膜厚コントローラの膜厚設定を、例えば100nmとして、成膜する。
(2) その結果、実測した膜厚が150nmだったら、次に toolig factor = 1.5 (150%)として、また成膜する。
(3) その結果、実測した膜厚が110nmだったら、次に toolig factor = 1.1 (110%)として、また成膜する。このようなことを、設定膜厚と実測膜厚が、希望する膜厚精度の範囲内になるまで繰り返す。

たいていの場合、(2)をやった後、(3)の段階で希望する膜厚精度(例えば設定膜厚の±5%未満)に収まります。

上に書いたようなことは、普通、代表的な膜厚でやるだけですが、膜厚範囲が広い場合は(例えば10nm~1μmといった場合)、設定膜厚をこの範囲で変えて、その膜厚ごとにtooling factorを求めるということをやればもっと正確になります。例えば、10nmの場合はtooling factorが145%、100nmの場合は150%、1μmの場合は155%というようなデータを取っておけば、50nm成膜したいとき、tooling factorをいくつにすればいいか計算できるというわけです。

ANo.1です。
>もしよろしければ具体的に数字を用いて教えていただくことはできないでしょうか?

私がやった方法は以下のとおりです。
(1) 最初に toolig factor = 1 (100%) として、膜厚コントローラの膜厚設定を、例えば100nmとして、成膜する。
(2) その結果、実測した膜厚が150nmだったら、次に toolig factor = 1.5 (150%)として、また成膜する。
(3) その結果、実測した膜厚が110nmだったら、次に toolig factor = 1.1 (110%)として、また成膜する。このようなことを、設定膜厚と実測膜厚が、希望す...続きを読む


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