2022 Fiscal Year Annual Research Report
光学活性分子を用いた有機無機ぺロブスカイトの円偏光発光特性制御
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20K05271
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| Research Institution | Sophia University |
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Principal Investigator |
竹岡 裕子 上智大学, 理工学部, 教授 (50338430)
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2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ペロブスカイト / 発光材料 / 円偏光 / ナノ粒子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
円偏光特性を示す発光材料は近年注目を集めている。物質が発する光には右回転と左回転の二種類の円偏光発光(CPL)が含まれており、一般の発光にはそれらが混在している。片方の円偏光のみからなる発光を得ることができれば、三次元(3D)ディスプレイ用の円偏光光源として利用することができるだけでなく、光学活性な生体物質の識別・観察・解明など、幅広い応用が期待される。
CPLを示す材料は既にいくつか報告されているが、応用に十分な発光強度が得られているとは言えない。それ故、ある物質からの偏光性の無い発光を円偏光フィルターを用いて変換したのち、円偏光光源として用いている。フィルターによる大幅な発光強度の減少が問題となっている。
我々は、有機アンモニウムとハロゲン化金属から得られる有機－無機ぺロブスカイト化合物が、量子閉じ込めに由来する非常に強く急峻な蛍光を示し、可視光域における発光波長制御が容易である点に着目した。当該化合物の有機部に光学活性基を導入する手法により、CPLを発現させることを目的とした。
まず、長鎖アルキルアミンと短鎖アルキルアミン、ハロゲン化金属を界面活性剤としてカルボン酸とアルキルアミンとペロブスカイトと混和、分散させる手法により、高発光性のナノクリスタルを得た。溶媒中でも経時的に安定であり、発光性が維持できることを明らかにした。発光波長はハロゲン種により、制御可能であった。
さらにこのナノクリスタルに光学活性アミンを導入することにより、円偏光特性の付与を検討した。その結果、光学活性アミンを導入することにより、ペロブスカイト材料の発光に円偏光特性を付与することが可能となり、R体、S体で円偏光発光の反転も確認できた。これにより、ペロブスカイト化合物の量子閉じ込めに由来する強い発光性がCPLの発現に有効であることが明らかとなった。
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