| Project/Area Number |
19K22107
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 28:Nano/micro science and related fields
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| Research Institution | Kyoto Institute of Technology |
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Principal Investigator |
Asaoka Sadayuki 京都工芸繊維大学, 材料化学系, 准教授 (50336525)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2019: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
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| Keywords | 光電変換 / 人工網膜 / 励起子移動 / フォトダイオードアレイ |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、我々がすでに開発に成功している、シリンダー型のミクロ相分離界面をテンプレートとして、植物のアンテナ色素系を模した色素分子が環状に配列した構造体を多層集積化した薄膜材料（ZnP-lBC）を基に、(1) 可視光の広い波長範囲に対応するために、ダウンコンバージョンによるエネルギー輸送経路を組み込み、(2) 視細胞との接合界面で効率よく電荷生成できるように、電荷分離サイトを導入することで、人工網膜に適用可能なナノ光電変換素子アレイ薄膜の作製を目指す。
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| Outline of Final Research Achievements |
Aiming to create nano-photoelectric conversion arrays applicable to artificial retinas, the normally oriented cylindrical microphase-separated thin films, where pigment molecules are densely packed in the multilayered cyclic arrangement similar to those found in plant light-harvesting antennas, were fabricated. In addition to conventional porphyrins, various metal complexes coordinated with bipyridine ligands were successfully introduced into similar nanostructured thin films. By constructing multilayer films according to the energy gradient of the pigment molecules, the formation of down-conversion pathways was confirmed through enhanced photocurrent values. Furthermore, in thin films incorporating copper iodide as a charge carrier within the cylinders, an increase in surface charge density on the cylinder parts upon photoirradiation was observed, as verified by FM-KFM mapping of charges.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
ブロック共重合体のミクロ相分離構造を利用することにより、従来報告されているAu-TiO2ナノワイヤを用いたナノサイズの光電変換素子よりも二桁高い集積度のナノ光電変換素子アレイを作成し、膜表面の各ドットが独立して光電流を生成することをFM-KFM法により実証した。現在市販されている装置では分解能が限界に近く、またシリンダー内部への電荷キャリアの導入が不均一であることから、一様な光電流応答を得ることはできなかったが、今後の測定装置の進歩と電荷キャリアの導入条件の最適化により、人工網膜やナノ光センサーへの適用も可能になるものと期待される。
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