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2007 Fiscal Year Annual Research Report

外場チューニングによる有機無機複合型ナノ量子ドット超格子の光学特性制御

Research Project

Project/Area Number 16310066
Research InstitutionUniversity of Tsukuba

Principal Investigator

松石 清人  University of Tsukuba, 大学院・数理物質科学研究科, 准教授 (10202318)

Keywords半導体ナノ構造 / 量子ドット / 高圧物性 / 有機無機複合材料 / 光学特性 / 分光 / 構造解析 / 電子状態
Research Abstract

昨年度に引き続き、有機無機複合型ナノ量子構造物質として、(1)テンプレート法による自己組織化量子構造結晶(量子ドット結晶、量子細線結晶)、(2)逆ミセル法、ホットインジェクション法、One-Pot法による数nmサイズの半導体量子ドットCdS及びCdSeを作製し、高圧下分光測定と高圧X線回折実験によってこれらの物質の電子状態と構造状態の圧力チューニングの物性評価を行なった。
(1)では、量子ドット結晶(CH_3NH_3)_4PbI_6・2H_2OにおいてPbI_6量子ドット間の相互作用が温度・圧力変化によってどのように変化するかに着目した。60℃付近での水分子脱離による量子ドット連結化と圧力印加による量子ドット間の縮小による効果を比較し、有機分子と量子ドットの相互作用が圧力下では重要であることがわかった。面共有型量子細線結晶(C_<12>H_<14>N_2)Pb_2I_6では、圧力印加によって有機分子から無機量子細線への電荷移動遷移を連続的にチューニングすることができることを見出した。
(2)では、特に、Hot Injection法によって作製したCdSeナノ粒子において高圧下での電子状態と構造の粒径や表面配位子依存性に関する系統的なデータを得た。粒径が2.1nmからbulkまでの間で、CdSeナノ粒子のウルツ鉱構造相の体積弾性率とHOMO-LUMO遷移エネルギーにおける変形ポテンシャルが粒径の逆数に比例して変化することがわかった。また、大気圧から3GPaまでで、発光エネルギーの圧力係数はTOPO配位子試料では粒径が小さくなるに伴い圧力係数も小さくなった。一方、HDA配位子試料では粒径によらず圧力係数の変化はほとんど無かった。ここから、表面配位子の状態が高圧下の電子状態に強く関与していることがわかった。

  • Research Products

    (10 results)

All 2008 2007

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (9 results)

  • [Journal Article] ナノスケール物質の物性 -半導体ナノ粒子を例にして-2008

    • Author(s)
      松石清人
    • Journal Title

      化学と教育 56

      Pages: 84-87

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] CdSeナノ粒子の体積弾性率と変形ポテンシャル2008

    • Author(s)
      新井剛
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      近畿大学
    • Year and Date
      2008-03-26
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] 有機無機複合型CdSナノ結晶の高圧構造と光学特性II2008

    • Author(s)
      久田純平
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      近畿大学
    • Year and Date
      2008-03-26
  • [Presentation] 高圧下における量子細線結晶[NH_2C(I)=NH_2]_3PbI_5と(C_<12>H_<14>N_2)Pb_2I_6の光学的性質と構造状態2008

    • Author(s)
      神事裕太
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      近畿大学
    • Year and Date
      2008-03-23
  • [Presentation] 量子細線結晶[NH_2C(I)=NH_2]_3PbI_5の圧力誘起構造相転移と電子状態II2007

    • Author(s)
      神事裕太
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      北海道大学
    • Year and Date
      2007-09-24
  • [Presentation] 有機無機複合型CdSナノ結晶の高圧力下での構造および発光特性2007

    • Author(s)
      久田純平
    • Organizer
      ナノ学会
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場
    • Year and Date
      2007-09-23
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] 有機無機複合型CdSナノ結晶の高圧構造と発光特性2007

    • Author(s)
      久田純平
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      北海道大学
    • Year and Date
      2007-09-23
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] 量子ドット結晶(CH_3NH_3)_4PbI_6・2H_2Oの光学的性質と圧力誘起効果II2007

    • Author(s)
      梅田悟史
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      北海道大学
    • Year and Date
      2007-09-23
  • [Presentation] 高圧下におけるCdSeナノ粒子の構造と電子状態2007

    • Author(s)
      新井剛
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      北海道大学
    • Year and Date
      2007-09-23
  • [Presentation] CdSeナノ粒子の高圧下光学特性におけるサイズ効果2007

    • Author(s)
      新井剛
    • Organizer
      ナノ学会
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場
    • Year and Date
      2007-05-21
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より

URL: 

Published: 2010-02-04   Modified: 2016-04-21  

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