2010 Fiscal Year Annual Research Report
温度依存性に注目した光捕集性デンドリマーにおける超高速励起子伝達過程の解明
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22340083
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
赤井 一郎 熊本大学, 衝撃・極限環境研究センター, 教授 (20212392)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
島本 知茂 熊本大学, 衝撃・極限環境研究センター, 技術専門職員 (70419638)
藤井 淳浩 熊本大学, 衝撃・極限環境研究センター, 名誉教授 (30034375)
下條 冬樹 熊本大学, 自然科学研究科, 教授 (60253027)
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| Keywords | 光物性 / ナノ材料 / 高効率太陽光発電材料 / フェムト秒分光 / エネルギー伝達 |
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| Research Abstract |
光捕集性デンドリマーは、光アンテナ系で捕集した光エネルギーを100%近い量子効率でコアに伝達させることから注目されている。本研究では、吸収・発光スペクトル、フェムト秒時,間分解発光の温度変化に注目し、光アンテナ部からコア部への励起子エネルギー伝達過程とその物理的機構の解明を目的とする。本年度の実績の概要は以下の通り。
1.カーゲート計測システムの構築
広い波長範囲が観測可能なカーゲート計測法を採用し、既存のチタン・サファイア・レーザー再生増幅器とフェムト秒光パラメトリックアンプを光源に用いた計測システムを構築した。
2.室温における超高速光応答の観測
光捕集性デンドリマーのアンテナ部品分子の超高速光応答を調べた。高いπ共役性を保つアンテナ部品分子において、明確なコヒーレントフォノン信号が観測された。現在、室温におけるカーゲート計測システムを用いた超高速応答の観測を試みている。
3.基礎光学スペクトルの温度依存性の解明
アンテナ部品分子の基礎光学スペクトルの温度変化を詳細に調べた。その結果、高いπ共役性を保つ系において、電子格子相互作用因子が温度ともに減少することを見出した。現在、その物理的機構について検討している。
4.半経験分子軌道法による低振動分子振動の解析
コヒーレントフォノン信号に含まれる低振動分子振動の同定を行い、エネルギー伝達の温度依存性で重要な役割を果たすと考えられるアンテナ部のねじれ振動が特定できた。
5.第1原理分子動力学シミュレーション法による励起子伝達の理論的研究
有限温度における第1原理分子動力学シミュレーションにより、これまでフェルスター型のエネルギー伝達を起こすと考えられていたデンドリマー系で、デクスター型エネルギー伝達が高効率に起こることを示した。
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