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Investigation of the photophysical properties of lanthanide compounds using single-ion/molecule fluorescence spectroscopy

Research Project

Project/Area Number 18J00226
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Functional solid state chemistry
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

大曲 駿  東京工業大学, 物質理工学院, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2018-04-25 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords蛍光顕微鏡 / 単一分子分光法 / トリボルミネセンス / トリボルミネッセンス / 原子間力顕微鏡 / 希土類化合物
Outline of Annual Research Achievements

今年度では希土類錯体のトリボルミネセンス測定と単一分子分光を試みた。
トリボルミネセンス測定には蛍光顕微鏡と原子間力顕微鏡像を組み合わせた装置を用い、トリボルミネセンスが報告されているEu錯体を測定試料とした。トリボルミネセンス測定を可能にするためには石英基板上にマイクロメートルサイズの単結晶を作成する必要があり、前年度では基板上で作成する方法を検討してきたが成功しなかった。そこで、今年度では貧溶媒を用いて極めて低速で再結晶を行い、数十~数百マイクロメートルサイズ(ルーペで目視できる大きさ)の結晶を作成し、それを洗浄した上で基盤に滴下した。その結果、蛍光顕微鏡で数マイクロメートルサイズの結晶も確認されいた。さらに、マイクロ結晶の発光スペクトルはバルクのものと一致しており、目的の試料であることを確認した。しかし、トリボルミネセンス測定では、結晶の粉砕が出来たもの、発光は観測されなかった。
希土類錯体の単一分子分光も試みた。当初予定していた錯体は条件が悪かったため、急遽別のEu錯体に変更した。一部、単一と思われる発光が観測された。今後は、単一であることを明確に実証することと、物性を測定することを目的とする。
また、Tb錯体についても同様の測定を行う予定であったが、Tb錯体はEu錯体と異なり「逆エネルギー移動」が進行し、発光効率が低下する。ここで、希土類錯体において通常用いられてきた発光効率の速度定数表記の式において、「逆エネルギー移動」が進行する場合でも記述が正しいかどうかを理論的に検討した。その結果、発光効率の式は適応できない事が初めて明らかになった。この成果は学術論文として報告した。さらに、この成果に応じて光音響分光による発光効率測定の妥当性も示唆され、その装置の組み立ても完了した。

Research Progress Status

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2020 2019 2018 Other

All Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results,  Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 1 results) Presentation (2 results) Book (1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Toward accurate measurement of the intrinsic quantum yield of lanthanide complexes with back energy transfer2020

    • Author(s)
      Omagari Shun、Vacha Martin
    • Journal Title

      Physical Chemistry Chemical Physics

      Volume: 22 Issue: 6 Pages: 3683-3690

    • DOI

      10.1039/c9cp06294g

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Optical properties of Eu(III) and Tb(III) complexes with pyridine- and quinoline- based ligands under high hydrostatic pressure2020

    • Author(s)
      Piccinelli Fabio、Rosa Chiara De、Lazarowska Agata、Mahlik Sebastian、Grinberg Marek、Nakanishi Takayuki、Omagari Shun、Bettinelli Marco
    • Journal Title

      Inorganica Chimica Acta

      Volume: 499 Pages: 119179-119179

    • DOI

      10.1016/j.ica.2019.119179

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Photoluminescence Properties of [Core+exo]-Type Au6 Clusters: Insights into the Effect of Ligand Environments on the Excitation Dynamics2019

    • Author(s)
      Y. Shichibu, M. Zhang, T. Iwasa, Y. Ono, T. Taketsugu, S. Omagari, T. Nakanishi, Y. Hasegawa, K. Konishi
    • Journal Title

      The Journal of Physical Chemistry C

      Volume: 123 Issue: 11 Pages: 6934-6939

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.9b01810

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Perfluorophenyl‐Directed Giant Porphyrin J‐Aggregates2019

    • Author(s)
      Morisue Mitsuhiko、Ueno Ikuya、Muraoka Kunihiko、Omagari Shun、Nakanishi Takayuki、Hasegawa Yasuchika、Hikima Takaaki、Sasaki Sono
    • Journal Title

      Chemistry ? A European Journal

      Volume: - Issue: 30 Pages: 7322-7329

    • DOI

      10.1002/chem.201901017

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Fully Conjugated Porphyrin Glass: Collective Light-Harvesting Antenna for Near-Infrared Fluorescence beyond 1 μm2018

    • Author(s)
      Morisue Mitsuhiko、Omagari Shun、Ueno Ikuya、Nakanishi Takayuki、Hasegawa Yasuchika、Yamamoto Shunsuke、Matsui Jun、Sasaki Sono、Hikima Takaaki、Sakurai Shinichi
    • Journal Title

      ACS Omega

      Volume: 3 Issue: 4 Pages: 4466-4474

    • DOI

      10.1021/acsomega.8b00566

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Solid-State and Nanoparticle Synthesis of EuSxSe1-x Solid Solutions2018

    • Author(s)
      Dalafu Haydee A.、Rosa Nicholas、James Derak、Asuigui Dane Romar C.、McNamara Michael、Kawashima Akira、Omagari Shun、Nakanishi Takayuki、Hasegawa Yasuchika、Stoll Sarah L.
    • Journal Title

      Chemistry of Materials

      Volume: 30 Issue: 9 Pages: 2954-2964

    • DOI

      10.1021/acs.chemmater.8b00393

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Spin-orbit coupling dependent energy transfer in luminescent nonanuclear Yb-Gd / Yb-Lu clusters2018

    • Author(s)
      Omagari Shun、Nakanishi Takayuki、Kitagawa Yuichi、Seki Tomohiro、Fushimi Koji、Ito Hajime、Meijerink Andries、Hasegawa Yasuchika
    • Journal Title

      Journal of Luminescence

      Volume: 201 Pages: 170-175

    • DOI

      10.1016/j.jlumin.2018.04.049

    • NAID

      120006882064

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] ナノスケールにおけるトリボルミニネッセンスの定量評価について2019

    • Author(s)
      大曲駿、バッハ マーティン
    • Organizer
      2019年光化学討論会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Yb3+をドープした化合物のエネルギー移動シミュレーション2018

    • Author(s)
      大曲駿,バッハ マーティン
    • Organizer
      2018年光化学討論会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Book] Energy Transfer Processes in Polynuclear Lanthanide Complexes2019

    • Author(s)
      Shun Omagari
    • Total Pages
      140
    • Publisher
      Springer
    • ISBN
      9789811360497
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Remarks] 研究室ホームページ

    • URL

      http://www.op.titech.ac.jp/lab/vacha/

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Remarks] Research Gate

    • URL

      https://www.researchgate.net/profile/Shun_Omagari

    • Related Report
      2018 Annual Research Report

URL: 

Published: 2018-05-01   Modified: 2024-03-26  

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