一重項分裂 (SF) は一光子から二励起子が生成する光物理反応である。この反応が生じると、励起子の量子収率は最大 200%となる。したがって、SFを利用すると高効率な光エネルギー変換系が構築できる。この反応の発現には、一重項状態のエネルギーが三重項状態のエネルギーの2倍以上必要である。また2つの色素を近接場に配置による色素間の強い相互作用が必要である。アセンはエネルギー条件を満たすため、SFが発現可能な分子である。しかし、2つの色素が近接場に配置されるため、SFにより生成した二励起子は衝突し消滅する反応（TTA）が進行する。これによりSFから生成する励起子の量子収率は低下してしまう。この副反応を抑制することが、SFから高収率で励起子を生成するためには不可欠である。この副反応を抑制の戦略の一つとして、この2つの色素間の距離と配向の制御による相互作用の制御が考えられる。しかしながら、この点に着目し、色素間相互作用とSFおよびTTAのについて系統的な報告例はない。そこで、本研究では、色素間相互作用とSFおよびTTAの関連に関して明らかとすることを目標とし検討を行った。これを達成するため、簡便に有機分子で修飾されすることができる金ナノクラスター (MPC) に着目し、これを用いることとした。異なるアルキル鎖 (m, n: アルキル鎖の数) を有するアセンアルカンチオール [Ac-(m, n)] をMPC表面上に修飾したAc-(m, n)-MPCを合成し、隣接した2つのアセン間の配向を段階的に変化させ、高効率なSF進行への展開を検討した。色素間相互作用が強い長さが同じAc-C(11, 11)-MPCでは、SFの収率が22%であるのに対し、相互作用を弱めたTc-C(11, 7)-MPCでは89%ととなり、Ac間の配向制御がSFの高効率化に起因することが明らかとなった。
Singlet Fission (SF) is a spin-allowed photophysical dynamics in which two triplet excited state from one singlet excited state are generated.  In general, for occurrence of SF requires that energy of singlet excited state is larger than or close to two times of that of triplet excited state. In addition, the arrangement of chromophores at the near place is also required because a strong electric coupling is also important. Acenes are one of molecules for  SF because of fulfilling these conditions. In the SF in Acenes, the side reaction of the triplet-triplet annihilation  proceeds because of almost equal　values between the energies of the singlet and doublet of triplet excited states. Therefore, the efficient SF by inhibition of the side reaction are required a control of intermolecular interactions such as distance and orientation between two neighboring units. In this study, to examine the intermolecular interactions-dependent dynamics of SF and TTA, acene-alkanethiolate monolayer protected nanoclusters (MPC) with different alkyl chain lengths (m and n are shown the number of alkyl chains) were systematically synthesized. The triplet quantum yield of Ac-(11, 7)-MPC significantly improved compared to Ac-(11, 11)-MPC.