Development of novel luminescent nanosheet utilizing distortion induced by geometric structure change

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K14407
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 26020:Inorganic materials and properties-related
• Research Institution: Shimane University
• Principal Investigator: Fujimura Takuya 島根大学, 学術研究院環境システム科学系, 助教 (80757063)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 層状化合物 / ナノスクロール / 歪み / 発光 / 遷移金属

Outline of Final Research Achievements

Nano-scroll rolled-up of a single nanosheet will have distortion because of the difference between the length of inner and outer surfaces, and magnitude of distortion will depend on the curvature of the nano-scroll. In this research, we synthesized ion exchangeable nano-scrolls showing photon absorption and emission behavior. Counter ion incorporated in synthesized nano-scroll was exchanged to other ions to control the interlayer space and curvature of nano-scroll. Maximum absorption wavelength and emission spectra of nano-scroll could be successfully controlled by incorporated counter ion species.

Free Research Field

光化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

酸化物結晶中にドープされた遷移金属は結晶構造により光吸収・発光波長のチューニングが可能である。一般にこれらの波長チューニングにおいては適切な母体となる結晶の探索が必要となるが、本研究では二次元状ナノシートの特徴を活かし、比較的ソフトな反応であるイオン交換反応により光吸収・発光波長が制御可能であることを見出した。また当該機構は層状化合物が元来持つイオン交換特性に加え、形状制御によりイオンセンサーやイオン交換を可視化するインジケーター(水処理施設等で用いられるイオン交換カラムにおける反応の進行・再生の可視化、破過の事前予知など)としての機能を付与できる可能性を示している。