Development of water-based photon upconversion system using graphene nanosheets
| Project/Area Number |
19F19332
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 外国 |
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| Review Section |
Basic Section 35020:Polymer materials-related
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
君塚 信夫 九州大学, 工学研究院, 教授 (90186304)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
SINGH GURBIR 九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2019-11-08 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Fiscal Year 2021: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2019: ¥400,000 (Direct Cost: ¥400,000)
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| Keywords | フォトン・アップコンバージョン / フォトンアップコンバージョン |
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| Outline of Research at the Start |
分子の自己組織化に基づくフォトン・アップコンバージョン(TTA-UC)において、三重項励起寿命の長寿命化や、分子集合系における発光量子収率の増大を達成するための方法論を開発する。自己組織性を有する蛍光性アクセプターと二次元有機・無機ナノシートとの複合体を作製し、高いUC量子収率とエネルギーマイグレーション効率の両立をはかって、分子組織化UCにおける未解決問題を解決する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
フォトン・アップコンバージョン（UC）とは、2つの低エネルギー光子を、より高いエネルギーの単一光子に変換するプロセスである。ペロブスカイトを増感剤とし 薄膜でUCを実現した例はいくつか報告されているが、これらの研究は近赤外から可視域のUCに特化したものであり、他の波長域でのTTA-UCは未開拓であった。
そこで本研究では、ポリメチルメタクリレート（PMMA）フィルム中においてMAPbBr3 ナノ結晶を新たに作製し、可視-紫外領域のUCへの利用を検討した。
MAPbBr3/PMMA複合薄膜の作製は3つの段階で行った。①MABr、PbBr2、およびPMMAの混合物を、N,N-ジメチルホルムアミド（DMF）に撹拌しながら穏やかに加熱・溶解し、透明な前駆体溶液を得る②平滑なガラス基板上に一定量の前駆体溶液をスピンコーティングして，均一な前駆体コーティング層を得る③前駆体コーティングガラス基板を加熱しDMFを完全に蒸発させる 今回作製したMAPbBr3/PMMA複合膜は、絶対量子収率が57±1%と良好なフォトルミネッセンス特性を示した。MAPbBr3/PMMA複合膜の吸収は514 nmにバンドエッジがあり、530 nmに鋭い発光ピークを示し、MAPbBr3 ナノ結晶が形成された。PMMAマトリックス内でMAPbBr3 ナノ結晶が形成されたことは、PMMAフィルムおよびMAPbBr3/PMMAコンポジットフィルムのXRPDパターンの比較からも確認された。
PMMAマトリックス中のMAPbBr3 ナノ結晶は、三重項のドナーとして利用可能であり、ピレンカルボン酸と組み合わせた際にMAPbBr3 ナノ結晶の発光寿命は、210 nsから56 nsへと減少し、高いエネルギー移動効率が達成された。今後、これらのシステムをさらに最適化することにより、薄膜で高いTTA-UC効率の達成に繋がると期待される。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(4 results)
