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有機ナノ粒子からの蛍光における光アンチバンチングの粒子サイズ依存性

Research Project

Project/Area Number 18710100
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Nanomaterials/Nanobioscience
Research InstitutionKyoto Institute of Technology

Principal Investigator

増尾 貞弘  Kyoto Institute of Technology, 工芸科学研究科, 助教 (80379073)

Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000)
Fiscal Year 2007: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2006: ¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Keywords光アンチバンチング / 単一光子 / 単一分子 / 単一分子計測 / ナノ結晶 / ナノ粒子 / 共役ポリマー / アンチバンチング / コインシデンス / 分子凝集体 / 有機結晶 / ペリレンビスイミド
Research Abstract

本研究では、光アンチバンチングを示す有機ナノ粒子のサイズを解明することを目的とした。光アンチバンチングとはある時間に存在する光子数が1つのみとなる現象であさことから、光アンチバンチングを示す物質は単一光子発生源として働く。この単一光子発生源は、究極の暗号通信である量子暗号通信などの次世代量子情報技術に必要不可欠であるから、近年、単一光子発生源の探求が非常に活発に行われている。一般に単一発光性分子や量子ドットなど、いわゆる「単一量子システム」は光アンチバンチングを示すが、それらが複数集まって構成された集合体は示さない。では、どのくらいのサイズであれば光アンチバンチングを示すのか。この疑問を世界に先駆けて解明することを本研究の目的とした。
発光性分子として、3種類のペリレンビスイミド誘導体、および分子量が異なる3種類の発光性共役ポリマー(MEH-PPV)を用いた。再沈法により、これらのナノ結晶・ナノ粒子を作製した。光学顕微鏡下において、1粒のナノ結晶またはナノ粒子からの蛍光強度・蛍光寿命の時間変化、およびコインシデンス測定の同時測定を行い、その光アンチバンチング挙動を観測した。その結果、ペリレンビスイミド誘導体の場合、粒径が〜70nm程度の単一ナノ結晶・ナノ粒子は光アンチバンチングを示すことを見出した。また、分子の凝集状態に依存して、単一光子発生効率が変化することも見出している。共役ポリマーを用いた研究においては、サイズが〜20nm程度のナノ粒子を作製し測定したところ、このサイズ領域にあるほとんどの単一ナノ粒子は光アンチバンチングを示すことを見出した。また、分子量の異なる共役ポリマーを用いることで、ナノ粒子のサイズ依存性を観測したところ、サイズが小さくなるにつれて、単一光子発生効率が向上することを見出した。これらは、複数の分子が集まってできた集合体であっても、サイズをコントロールすることにより単一光子発生源として働くことを示した結果である。

Report

(2 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (19 results)

All 2008 2007

All Journal Article (2 results) Presentation (17 results)

  • [Journal Article] 単一分子分光法を駆使した測定技術 -光アンチバンチング測定-2008

    • Author(s)
      増尾貞弘
    • Journal Title

      機能材料 28

      Pages: 6-13

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      増尾 貞弘
    • Journal Title

      Jpn. J. Appl. Phys. 46

    • NAID

      40015349912

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      日本化学会第88回春季年会
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      立教大学、東京
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    • Year and Date
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      信州大学松本キャンパス、松本市
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      2007-09-26
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      信州大学松本キャンパス、松本市
    • Year and Date
      2007-09-26
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      増尾貞弘
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    • Place of Presentation
      名古屋工業大学、名古屋市
    • Year and Date
      2007-09-20
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  • [Presentation] 単一ペリレン系ナノ結晶からの単一光子発生2007

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      増尾貞弘
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      2007年秋季第68回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      北海道工業大学
    • Year and Date
      2007-09-08
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    • Author(s)
      増尾貞弘
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      X X III International Conference on Photochemistry (ICP2007)
    • Place of Presentation
      ケルン、ドイツ
    • Year and Date
      2007-08-01
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  • [Presentation] 単一分子分光でわかること-単一マルチクロモファ分子、および単一有機ナノ結晶の光アンチバンチング-2007

    • Author(s)
      増尾貞弘
    • Organizer
      第23回緑陰セミナー
    • Place of Presentation
      北海道北見モイワスポーツワールド、北見市
    • Year and Date
      2007-06-24
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    • Author(s)
      増尾貞弘
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      第56回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      国立京都国際会館、京都
    • Year and Date
      2007-05-30
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      2007 Annual Research Report

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Published: 2006-04-01   Modified: 2016-04-21  

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