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2012 Fiscal Year Annual Research Report

半導体ナノ構造体の界面エンジニアリングとキャリアダイナミクスの極微分光

Research Project

Project/Area Number 22350012
Research InstitutionKwansei Gakuin University

Principal Investigator

玉井 尚登  関西学院大学, 理工学部, 教授 (60163664)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 小笠原 一禎  関西学院大学, 理工学部, 教授 (10283631)
Project Period (FY) 2010-04-01 – 2013-03-31
Keywords半導体ナノ構造体 / 励起子 / キャリアダイナミクス / 電子移動 / 時間分解発光分光 / フェムト秒過渡吸収分光 / 単一微粒子分光
Research Abstract

界面エンジニアリングによって界面制御したII-VI 族化合物半導体のナノ構造体や貴金属ナノ微粒子を接合したナノ構造体をコロイド合成すると共に,キャリアダイナミクスを時間分解レーザー分光や単一微粒子分光で解析し,構造とキャリア間相互作用,キャリア緩和の関係を明らかにすることを目的として研究を行った。
金ナノ微粒子を接合したCdSe NRsでは,励起波長を変えた状態選択励起によるフェムト秒過渡吸収分光によりキャリアダイナミクスを解析した。その結果,1σ励起による1σブリーチの立ち上がりは,金ナノ微粒子の接合にかかわらずパルス応答と同じであったが,高エネルギー励起すると金接合系でCdSe NRsより1σの立ち上がりが早くなり,ブリーチ収率も低下した。立ち上がりと収率の解析から,CdSe NRsのホットな高励起状態から金に電子移動が起こる事,ホット電子移動速度は金ナノ微粒の粒径に応じて0.5~1.0 psである事を明らかにした。金ナノ微粒子を接合したCdTe NRsでは,高励起状態からのホット電子移動とコヒーレント音響フォノンを観測した。
PbS-金ハイブリッドナノ構造体では,TEM測定から金ナノ微粒子がPbS QDsに複数個接合している事,近赤外過渡吸収分光と近赤外発光寿命測定により, PbS QDsから金へ電子移動しているがCdSeやCdTe系と異なりホット電子移動は観測されない事などが明らかになかった。
CdTe/CdS コアシェルQDs では,キャリア間相互作用の解析によりquasi-Type IIである事を明らかにした。カルコパイライト型半導体であるZnS とAgInS2の固溶体(ZAIS)に関しても,組成の異なった幾つかのZAISナノ微粒子を用い,時間分解発光分光とフェムト秒過渡吸収分光によりキャリア間相互作用や欠陥発光の解析を行い,組成との関係を明らかにした。

Current Status of Research Progress
Reason

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (30 results)

All 2013 2012 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (24 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Ultrafast Dynamics and Single Particle Spectroscopy of Au-CdSe Nanorods2013

    • Author(s)
      G. Sagarzazu, K. Inoue, M. Saruyama, M.Sakamoto, T. Teranishi, S. Masuo and N.Tamai
    • Journal Title

      Phys.Chem. Chem. Phys.

      Volume: 15 Pages: 2141-2152

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Natural Photosynthetic Carotenoids for Solution-Processed Organic Bulk-Heterojunction Solar Cells2013

    • Author(s)
      N. Tamai, X-F. Wang
    • Journal Title

      J. Phys. Chem. C

      Volume: 117 Pages: 804-811

    • DOI

      10.1021/jp309773b

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 半導体量子ドットにおけるオージェ再結合の界面効果と温度効果2012

    • Author(s)
      小林洋一,玉井尚登
    • Journal Title

      表面

      Volume: 49 Pages: 397-406

  • [Journal Article] Effect of Dipole Coupling on Near-IR LSPR and Coherent Phonon Vibration of Periodic Gold Pair Nanocuboids2012

    • Author(s)
      L. Wang, Y. Nishijima, K. Ueno, H. Misawa, and N. Tamai
    • Journal Title

      J. Phys. Chem. C

      Volume: 116 Pages: 17838-17846

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Dual Transient Bleaching of Au/PbS Hybrid Core/Shell Nanoparticles2012

    • Author(s)
      Y. Kobayashi, Y. Nonoguchi, L. Wang, T.Kawai, and N. Tamai
    • Journal Title

      J. Phys. Chem. Lett.

      Volume: 3 Pages: 1111-1116

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] First-principles calculation of ZnS nanocluster and bulk2012

    • Author(s)
      Takayuki Gunshi, Shinta Watanabe, and Kazuyoshi Ogasawara
    • Journal Title

      Bulletin of the Society for Descrete Variational Xα

      Volume: 25 Pages: 124-127

  • [Presentation] Elementary Processes of Photoexcited Nanoparticles: Plasmonic Systems and Semiconductor Quantum Dots2012

    • Author(s)
      N. Tamai
    • Organizer
      The International Workshop on Single Molecule/Nanoparticle Spectroscopy
    • Place of Presentation
      National Chiao Tung Univ., Taiwan
    • Year and Date
      20120627-28
  • [Presentation] Carrier Relaxation and Luminescence Properties of Semiconductor Nanoparticles and Their Applications

    • Author(s)
      N. Tamai
    • Organizer
      FluoroFest Workshop
    • Place of Presentation
      HORIBA Scientific Japan, Kyoto
    • Invited
  • [Presentation] Hot Electron Transfer in Au-CdSe Nanorods

    • Author(s)
      G. Sagarzazu, K. Inoue, M. Saruyama, M. Sakamoto, T. Teranishi, N. Tamai
    • Organizer
      7th Asian Photochemistry Conference 2012
    • Place of Presentation
      Icho Kaikan, Osaka University
  • [Presentation] Energy Transfer Dynamics of CdTe Quantum Dots on Epitaxial Graphene prepared by Si sublimation of 4H-SiC(0001)

    • Author(s)
      T. Hirose, H. Shigemasa, Y. Kutsuma, T. Kaneko and N. Tamai
    • Organizer
      7th Asian Photochemistry Conference 2012
    • Place of Presentation
      Icho Kaikan, Osaka University
  • [Presentation] Hot Carrier and Coherent Phonon Dynamics of CdTe/Au Hybrid Nanostructures

    • Author(s)
      T. Okuhata, Y. Kobayashi, Y. Nonoguchi, T. Kawai, and N. Tamai
    • Organizer
      7th Asian Photochemistry Conference 2012
    • Place of Presentation
      Icho Kaikan, Osaka University
  • [Presentation] Elementary Processes of Photoexcited Semiconductor Nanoparticles

    • Author(s)
      L. Wang, S. Gabriel, T. Okuhata, Y. Kobayashi, and N. Tamai
    • Organizer
      Japan-India Bilateral Symposium on Supramolecular Nanomaterials for Energy Innovation
    • Place of Presentation
      Alpha Anabuki Hall, Takamatsu
    • Invited
  • [Presentation] Preparation and Evaluation of CdSe Quantum Dots Direct-coated with TiO2 for Energy Conversion

    • Author(s)
      T. Hirai, C. L. Li, M. Ando, N. Murase, and N. Tamai
    • Organizer
      Japan-India Bilateral Symposium on Supramolecular Nanomaterials for Energy Innovation
    • Place of Presentation
      Alpha Anabuki Hall, Takamatsu
  • [Presentation] Synthesis and Carrier Dynamics of CdTe/Au Hybrid Nanostructures

    • Author(s)
      T. Okuhata, Y. Kobayashi, Y. Nonoguchi, T. Kawai, N. Tamai
    • Organizer
      Yamada Conference LXVI, International Conference on the Nanostructure-Enhanced Photo-Energy Conversion
    • Place of Presentation
      Miraikan, Tokyo
  • [Presentation] Auger Recombination and Multiexciton States of II-VI Semiconductor Quantum Dots

    • Author(s)
      Y. Kobayashi, Y. Matsumoto, Y. Tian, L. Wang and N. Tamai
    • Organizer
      7th International Conference on Quantum Dots (QD 2012)
    • Place of Presentation
      Santafe Convention Center, Santafe, New Mexico, USA
  • [Presentation] Ultrafast Electron Transfer in Au-CdSe Nanorods

    • Author(s)
      G. Sagarzazu, M. Saruyama, K. Inoue, T. Teranishi, S. Masuo and N. Tamai
    • Organizer
      7th International Conference on Quantum Dots (QD 2012)
    • Place of Presentation
      Santafe Convention Center, Santafe, New Mexico, USA
  • [Presentation] 半導体ナノ粒子-Auハイブリッドナノ構造体のキャリア緩和過程

    • Author(s)
      奥畑智貴・小林洋一・野々口斐之・河合壯・玉井尚登
    • Organizer
      日本化学会第93回春季年会
    • Place of Presentation
      立命館大学びわこ・くさつキャンパス
  • [Presentation] ZnS-AgInS2ナノ微粒子の組成変化と励起子ダイナミクスの研究

    • Author(s)
      沖本紗季・西弘泰・鳥本司・増尾貞弘・玉井尚登
    • Organizer
      日本化学会第93回春季年会
    • Place of Presentation
      立命館大学びわこ・くさつキャンパス
  • [Presentation] TiO2直接コートCdSe系量子ドットの作製と評価

    • Author(s)
      平井孝佳・李春亮・安藤昌儀・村瀬至生・玉井尚登
    • Organizer
      日本化学会第93回春季年会
    • Place of Presentation
      立命館大学びわこ・くさつキャンパス
  • [Presentation] フェムト秒過渡回折格子分光法を用いたCdTe 量子ドットの励起子緩和ダイナミクス

    • Author(s)
      田原一彬・玉井尚登
    • Organizer
      日本化学会第93回春季年会
    • Place of Presentation
      立命館大学びわこ・くさつキャンパス
  • [Presentation] CdTeナノロッドにおけるオージェ再結合ダイナミクスとそのサイズ依存性

    • Author(s)
      富澤友樹・奥畑智貴・玉井尚登
    • Organizer
      日本化学会第93回春季年会
    • Place of Presentation
      立命館大学びわこ・くさつキャンパス
  • [Presentation] Ultrafast Charge Transfer Dynamics and Auger Recombination of CdTe/CdS Core/Shell Quantum Dots

    • Author(s)
      L. Wang, Y. Tian, N. Tamai
    • Organizer
      第6回分子科学討論会
    • Place of Presentation
      東京大学・本郷キャンパス
  • [Presentation] CdTe/Auハイブリッドナノ構造体の励起素過程

    • Author(s)
      奥畑智貴・小林洋一・野々口斐之・河合壯・玉井尚登
    • Organizer
      第6回分子科学討論会
    • Place of Presentation
      東京大学・本郷キャンパス
  • [Presentation] Impact of electron transfer on intraband dynamics in Au-CdSe nanorods

    • Author(s)
      SAGARZAZU Gabriel・井上洸紀・猿山雅亮・坂本 雅典・寺西 利治・玉井尚登
    • Organizer
      2012年光化学討論会
    • Place of Presentation
      東京工業大学・大岡山キャンパス
  • [Presentation] ZnS-AgInS2 ナノ微粒子のオージェ再結合と単一微粒子分光

    • Author(s)
      沖本紗季・鳥本司・増尾貞弘・玉井尚登
    • Organizer
      2012年光化学討論会
    • Place of Presentation
      東京工業大学・大岡山キャンパス
  • [Presentation] SiC熱分解グラフェンとCdTe量子ドットの相互作用-時間分解分光による解析

    • Author(s)
      廣瀬拓哉・久津間保徳・芦田晃嗣・金子忠昭・玉井尚登
    • Organizer
      2012年光化学討論会
    • Place of Presentation
      東京工業大学・大岡山キャンパス
  • [Presentation] コロイド Au/PbS ハイブリッドナノ粒子における光学応答過程の解明

    • Author(s)
      小林洋一・野々口斐之・王 莉・河合壯・玉井尚登
    • Organizer
      2012年光化学討論会
    • Place of Presentation
      東京工業大学・大岡山キャンパス
  • [Presentation] ZnSバルク及びナノクラスターの第一原理計算

    • Author(s)
      軍司隆友己、渡邊真太、小笠原一禎
    • Organizer
      第25回DV-Xα研究会
    • Place of Presentation
      福岡大学
  • [Presentation] 1. Preparation of glass-coated CdSe/CdZnS quantum dots and their photostability

    • Author(s)
      Takayuki Gunshi, Chunliang Li, Kazuyoshi Ogasawara, Masanori Ando and Norio Murase
    • Organizer
      Pacific Rim Meeting on Electrochemical and Solid-State Science (PRiME 2012)
    • Place of Presentation
      Honolulu, USA
  • [Presentation] ZnSバルク及びナノクラスターの構造最適化及びエネルギー準位の比較

    • Author(s)
      軍司隆友己、渡邊真太、小笠原一禎
    • Organizer
      錯体分子素子センター「新規分子磁性化合物の探索」2012年シンポジウム
    • Place of Presentation
      関西学院大学

URL: 

Published: 2014-07-24  

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