2011 Fiscal Year Annual Research Report
ナノ粒子へテロ構造におけるエネルギー移動の解明と光機能の探索
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21340084
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
金光 義彦 京都大学, 化学研究所, 教授 (30185954)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
太野垣 健 京都大学, 化学研究所, 准教授 (80422327)
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| Keywords | ナノ材料 / 光物性 / 半導体材料 / ナノ粒子ヘテロ構造 / エネルギー移動 / ハイブリッド構造 / 電荷分離 / 光機能 |
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| Research Abstract |
ナノ粒子を基本としたヘテロ構造試料の作製と精密レーザー分光を一貫して行うことにより、内部にヘテロ界面を有するナノ粒子や異なる環境・材料中のナノ粒子などの光学特性の解明を行った。特に、ナノ界面におけるエネルギー移動の理解と光機能の探索を行った。
異種ナノ粒子複合体と混晶ナノ粒子において、時間分解発光分光やポンププローブ分光を行い、エネルギー移動やエネルギー変換過程の解明を試みた。基礎光学特性やキャリアダイナミクスなどを解明した。ウルツ鉱型CdSと閃亜鉛鉱型CdTeのヘテロ構造を持つナノ粒子ダイマーの光学特性および界面でのエネルギー移動について過渡吸収分光を中心に用いて研究した。光励起された励起子がヘテロ界面を通して効率良く電荷分離することを見出した。タイプII型バンド構造を持つヘテロ構造ナノ粒子は、高速な電荷生成に有利であることを実験的に示した。また、シリコン中のゲルマニウム量子ドットについて、その発光特性を調べた。熱アニール処理を行い、Si/Ge界面での原子拡散による混晶化を用いてヘテロ界面におけるキャリア閉じ込めポテンシャル形状と発光スペクトルについて調べた。発光強度の励起光強度依存性について詳細に調べ、べき乗で発光強度が増える振る舞いが低温と室温で大きく異なることがわかった。このような温度特性が熱アニール処理を行ったナノ粒子において大きく異なることを明らかにした。さらに、半導体ナノ粒子と磁性ナノ粒子の複合構造作製を行い、磁気光学効果発現の探索を行った。これらを通じて、ハイブリッド構造やヘテロ界面での相乗効果により、ナノ粒子単体では得ることができない光学応答を研究した。
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