2005 Fiscal Year Annual Research Report
ナノ結晶を介したエネルギー移動現象の解明と新奇光機能性発現に関する研究
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16201022
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
林 真至 神戸大学, 工学部, 教授 (50107348)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤井 穣 神戸大学, 工学部, 助教授 (00273798)
柳 久雄 神戸大学, 工学部, 助教授 (00220179)
森脇 和幸 神戸大学, 自然科学研究科, 助教授 (50322194)
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| Keywords | エネルギー移動 / ナノ結晶 / プラズモン |
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| Research Abstract |
我々は、ナノ結晶を介したさまざまなエネルギー移動現象を見出し、ナノ結晶のエネルギー供給体、エネルギー伝達体としての機能を実証してきた。本研究は、エネルギー移動現象の基礎的特性を明らかにするとともに、ナノ結晶の持つ新奇光機能性として定着させ、ナノサイエンスからナノテクノロジーへの展開を計ることを目的とする。ナノ結晶系として半導体ナノ結晶のみならず、表面プラズモン励起を伴う金属ナノ結晶も研究対象とし、エネルギー受容体としては希土類イオン、無機分子、有機分子をも研究対象とする。本年度は、まずSiナノ結晶とErをドーピングしたSiO_2薄膜において、Siナノ結晶からErへのエネルギー移動メカニズムについて研究を行った。特に、Siナノ結晶中にドナーまたはアクセプター原子が存在する場合に、それらの不純物原子とErイオンの相互作用について研究を行った。その結果、半導体ナノ結晶中にドーピングされた不純物(ドナーもしくはアクセプター)と希土類イオンの間でエネルギーの授受があることがはじめて明らかになり、Erの高効率発光のメカニズムに関して重要な知見をえることができた。次に、Siナノ結晶とErをドープしたSiO_2薄膜の近傍に金属薄膜を配置することによりエネルギー移動レートがどのように変化するかについて研究を行った。その結果、エネルギー移動レートは試料と金属膜の距離に強く依存して振動することを見出した。この結果は、エネルギーの授受が行われている系の近傍に金属構造を設置することによりエネルギー移動効率を増強できる可能性を示したものであり、応用上非常に重要な成果である。さらに、Erをドープしたガラス薄膜中に金ナノ粒子をドープするとErイオンの発光効率が大きく増大することを始めて見出した。また、その増大に金ナノ粒子の局在表面プラズモンが大きく関与していることを明らかにした。
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