• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to project page

2015 Fiscal Year Annual Research Report

ナノ構造半導体のマルチエキシトンの制御と光機能

Research Project

Project/Area Number 25247052
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

金光 義彦  京都大学, 化学研究所, 教授 (30185954)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Keywords光物性 / ナノ材料 / 量子ドット / エキシトン / ナノ粒子 / カーボンナノチューブ / ナノロッド
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、ヘテロ構造ナノ粒子やカーボンナノチューブなど幾何学的構造に特色があるナノ構造体の時空間分解分光測定を行い、ナノ構造半導体のマルチエキシトン状態の解明と制御により新しい光学過程と光機能の探索を行った。
本年度は、これまでに開発した顕微分光測定システムを活用し、様々な材料を対象とした単一粒子発光分光測定をさらに推進した。特に、高い検出効率と高感度測定を活かし、紫外域や近赤外域で発光する材料を対象とした拡張的な実験を行った。励起光源には、広帯域のピコ秒パルス光源と波長可変バンドパスフィルターを用い、励起条件を精密に制御した。単一粒子の発光検出には、従来の単一光子検出器を用いたほか、高感度なカメラや近赤外域に高い感度をもつ検出器を導入した。中性エキシトン、荷電エキシトン、バイエキシトンの性質を明らかにするために、室温測定システムおよび低温測定システムの改良・拡張を行った。特に、単一粒子からの発光の強度相関を精密に測定する干渉計を構築し、さらにその測定データから起源の異なる信号を抽出する解析技術を開発した。試料としては、コアシェル型ナノ粒子、球状ナノ粒子を内包するナノロッド、厚いシェルを形成したナノ粒子など、特色ある半導体ナノ構造試料を用いた。発光強度、発光寿命、偏光度、発光エネルギーなど異なる物理量を単一ナノ構造レベルで同時測定することにより、マルチエキシトン状態の解明とそれが関与した光学現象の研究を行った。これらの計測法と試料を活用することで、様々な材料における中性エキシトン、荷電エキシトン、バイエキシトンの信号について、それぞれの輻射寿命やオージェ再結合寿命の特徴を定量的に明らかにした。得られた結果を取りまとめ、学術論文および学会発表を行った。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (41 results)

All 2016 2015 Other

All Journal Article (9 results) (of which Peer Reviewed: 7 results,  Acknowledgement Compliant: 7 results,  Open Access: 2 results) Presentation (29 results) (of which Int'l Joint Research: 11 results,  Invited: 9 results) Book (2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Observation of localized states in bulk GaAs using ultrafast photocurrent beat spectroscopy2016

    • Author(s)
      H. Tahara and Y. Kanemitsu
    • Journal Title

      Appl. Phys. Express

      Volume: 9 Pages: 032403/1-4

    • DOI

      10.7567/APEX.9.032403

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Photoluminescence blinking and spectral diffusion of single CdSe/ZnS nanocrystals: charge fluctuation effects2016

    • Author(s)
      H. Ibuki, T. Ihara, and Y. Kanemitsu
    • Journal Title

      Proc. SPIE

      Volume: 9758 Pages: 97580R/1-8

    • DOI

      10.1117/12.2210817

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Photocarrier dynamics in CIGS, CZTS, and related materials revealed by ultrafast optical spectroscopy2015

    • Author(s)
      M. Okano, L. Q. Phuong, and Y. Kanemitsu
    • Journal Title

      Phys. Status Solidi B

      Volume: 252 Pages: 1219-1224

    • DOI

      10.1002/pssb.201400260

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Photoinduced Carrier Dynamics of Nearly Stoichiometric Oleylamine-Protected Copper Indium Sulfide Nanoparticles and Nanodisks2015

    • Author(s)
      M. Sakamoto, L. Chen, M. Okano, D. M. Tex, Y. Kanemitsu, and T. Teranishi
    • Journal Title

      J. Phys. Chem. C

      Volume: 119 Pages: 11100-11105

    • DOI

      10.1021/jp511864p

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Femtosecond upconverted photocurrent spectroscopy of InAs quantum nanostructures2015

    • Author(s)
      Y. Yamada, D. M. Tex, I. Kamiya, and Y. Kanemitsu
    • Journal Title

      Appl. Phys. Lett.

      Volume: 107 Pages: 013905/1-5

    • DOI

      10.1063/1.4926569

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Absorption cross-section spectrum of single CdSe/ZnS nanocrystals revealed through photoluminescence excitation spectroscopy2015

    • Author(s)
      T. Ihara and Y. Kanemitsu
    • Journal Title

      Phys. Rev. B

      Volume: 92 Pages: 155311/1-5

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.92.155311

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Dynamics of the Lowest-Energy Excitons in Single-Walled Carbon Nanotubes under Resonant and Nonresonant Optical Excitation2015

    • Author(s)
      T. Nishihara, Y. Yamada, M. Okano and Y. Kanemitsu
    • Journal Title

      J. Phys. Chem. C

      Volume: 119 Pages: 28654-28659

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.5b09485

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] ハロゲン化鉛ペロブスカイト太陽電池2015

    • Author(s)
      金光義彦, 山田泰裕
    • Journal Title

      日本物理学会誌

      Volume: 70 Pages: 926-931

  • [Journal Article] コロイドナノ粒子薄膜の太陽電池2015

    • Author(s)
      金光義彦
    • Journal Title

      エネルギーデバイス

      Volume: 2 Pages: 64-69

  • [Presentation] A Relation between Biexciton Cascade and Absorption Cross Section of Single Semiconductor Nanocrystals2016

    • Author(s)
      T. Ihara and Y. Kanemitsu
    • Organizer
      17th International Conference on Physics of Light-Matter Coupling in Nanostructures (PLMCN17)
    • Place of Presentation
      東大寺総合文化センター(奈良市)
    • Year and Date
      2016-03-29
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Auger Recombination of Biexcitons in Single Semiconductor Nanocrystals Studied by Time-resolved Second-order Photon Correlation Measurements2016

    • Author(s)
      N. Hiroshige, T. Ihara, and Y. Kanemitsu
    • Organizer
      17th International Conference on Physics of Light-Matter Coupling in Nanostructures (PLMCN17)
    • Place of Presentation
      東大寺総合文化センター(奈良市)
    • Year and Date
      2016-03-29
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 発光・光電流の顕微イメージング分光によるハロゲン化鉛ペロブスカイト太陽電池のキャリアダイナミクスの研究2016

    • Author(s)
      山下大喜,半田岳人,山田琢允,井原章之,田原弘量,嶋崎愛,若宮淳志,金光義彦
    • Organizer
      2016年 第63回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      東京工業大学 大岡山キャンパス(東京都目黒区)
    • Year and Date
      2016-03-21
  • [Presentation] 単一CdSe/ZnSナノ粒子の発光強度相関測定:励起子分子の生成とカスケード発光過程2016

    • Author(s)
      井原章之,金光義彦
    • Organizer
      日本物理学会 第71回年次大会
    • Place of Presentation
      東北学院大学 泉キャンパス(仙台市)
    • Year and Date
      2016-03-20
  • [Presentation] 時間分解発光強度相関測定による単一ナノ粒子中の励起子分子オージェ再結合過程の研究2016

    • Author(s)
      広重直,井原章之,金光義彦
    • Organizer
      2016年 第63回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      東京工業大学 大岡山キャンパス(東京都目黒区)
    • Year and Date
      2016-03-20
  • [Presentation] 位相ロックパルス光電流ビート分光法による鉛ハライドペロブスカイト薄膜の光電流生成機構の研究2016

    • Author(s)
      田原弘量,遠藤克,若宮淳志,金光義彦
    • Organizer
      日本物理学会 第71回年次大会
    • Place of Presentation
      東北学院大学 泉キャンパス(仙台市)
    • Year and Date
      2016-03-19
  • [Presentation] レーザー分光と薄膜太陽電池:高変換効率への挑戦2016

    • Author(s)
      金光義彦
    • Organizer
      日本分光学会関西支部H27年度講演会
    • Place of Presentation
      京都大学 吉田キャンパス(京都市)
    • Year and Date
      2016-03-09
    • Invited
  • [Presentation] Photoabsorption of single semiconductor nanocrystals studied by photoluminescence-excitation spectroscopy2016

    • Author(s)
      T. Ihara and Y. Kanemitsu
    • Organizer
      Institute for Chemical Research International Symposium 2016 (ICRIS'16)- Research Network Based on ICR MOU -
    • Place of Presentation
      京都大学きはだホール(京都府宇治市)
    • Year and Date
      2016-03-07
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Photoluminescence blinking and spectral diffusion of single CdSe/ZnS nanocrystals: charge fluctuation effects2016

    • Author(s)
      H. Ibuki, T. Ihara, and Y. Kanemitsu
    • Organizer
      SPIE Photonics West 2016
    • Place of Presentation
      San Francisco (USA)
    • Year and Date
      2016-02-17
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Control of photocurrent intensity and direction in GaAs using femtosecond phase-locked pulses2016

    • Author(s)
      H. Tahara and Y. Kanemitsu
    • Organizer
      The 5th International Conference on MEXT Project of Integrated Research on Chemical Synthesis
    • Place of Presentation
      名古屋大学野依記念物質科学研究館(名古屋市)
    • Year and Date
      2016-01-29
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Absorption cross section spectra of single semiconductor nanocrystals studied by photoluminescence-excitation spectroscopy2016

    • Author(s)
      T. Ihara, and Y. Kanemitsu
    • Organizer
      The 5th International Conference on MEXT Project of Integrated Research on Chemical Synthesis
    • Place of Presentation
      名古屋大学野依記念物質科学研究館(名古屋市)
    • Year and Date
      2016-01-29
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 単一CdSeTe/ZnSナノ粒子における発光の強度相関測定2015

    • Author(s)
      広重直, 井原章之, 金光義彦
    • Organizer
      第26回光物性研究会
    • Place of Presentation
      神戸大学百年記念会館(神戸市)
    • Year and Date
      2015-12-12
  • [Presentation] 時間分解光子相関解析による単一ナノ発光材料の物性研究2015

    • Author(s)
      井原章之, 佐藤良太, 寺西利治, 金光義彦
    • Organizer
      第26回光物性研究会
    • Place of Presentation
      神戸大学百年記念会館(神戸市)
    • Year and Date
      2015-12-12
  • [Presentation] Recombination dynamics of neutral, charged, and bi-excitons in single semiconductor nanocrystals2015

    • Author(s)
      T. Ihara and Y. Kanemitsu
    • Organizer
      International Conference on Small Science (ICSS 2015)
    • Place of Presentation
      Phuket (Thailand)
    • Year and Date
      2015-11-05
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] ナノ粒子フォトニクス:単一光子源, QD-LED, 太陽電池への挑戦2015

    • Author(s)
      金光義彦
    • Organizer
      ディスプレイデバイスフォーラム2015~2020年の生活シーンで活躍するディスプレイ~
    • Place of Presentation
      幕張メッセ・国際会議場(千葉市)
    • Year and Date
      2015-10-09
    • Invited
  • [Presentation] 単一CdSe/ZnSナノ粒子の電荷ゆらぎと発光明滅・スペクトル拡散2015

    • Author(s)
      伊吹博人,井原章之,金光義彦
    • Organizer
      日本物理学会 2015年秋季大会
    • Place of Presentation
      関西大学千里山キャンパス(大阪府吹田市)
    • Year and Date
      2015-09-18
  • [Presentation] 光エネルギー変換と半導体光物理学の将来2015

    • Author(s)
      金光義彦
    • Organizer
      日本物理学会 2015年秋季大会
    • Place of Presentation
      関西大学千里山キャンパス(大阪府吹田市)
    • Year and Date
      2015-09-17
    • Invited
  • [Presentation] 位相ロックパルス光電流分光法によるGaAsのキャリア生成機構の研究2015

    • Author(s)
      田原弘量,金光義彦
    • Organizer
      日本物理学会 2015年秋季大会
    • Place of Presentation
      関西大学千里山キャンパス(大阪府吹田市)
    • Year and Date
      2015-09-16
  • [Presentation] 発光励起分光法による単一CdSe/ZnSナノ粒子の吸収スペクトル精密測定2015

    • Author(s)
      井原章之,金光義彦
    • Organizer
      日本物理学会 2015年秋季大会
    • Place of Presentation
      関西大学千里山キャンパス(大阪府吹田市)
    • Year and Date
      2015-09-16
  • [Presentation] 単一CdSe/ZnSナノ粒子における室温励起子と励起子分子の定量発光測定2015

    • Author(s)
      井原章之,金光義彦
    • Organizer
      2015年 第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場(名古屋市)
    • Year and Date
      2015-09-15
  • [Presentation] 単一CdSeTe/ZnSナノ粒子における近赤外時間分解発光測定2015

    • Author(s)
      広重直,井原章之,金光義彦
    • Organizer
      2015年 第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場(名古屋市)
    • Year and Date
      2015-09-15
  • [Presentation] ナノ構造半導体におけるキャリヤ多体効果:太陽光を効率よく電力変換2015

    • Author(s)
      金光 義彦
    • Organizer
      2015年 第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場(名古屋市)
    • Year and Date
      2015-09-14
    • Invited
  • [Presentation] Photocurrent Coherent Control in GaAs Using Femtosecond Phase-locked Pulses2015

    • Author(s)
      H. Tahara and Y. Kanemitsu
    • Organizer
      2015 Conference on Lasers and Electro-Optics Europe & European Quantum Electronics Conference (CLEO/Europe-EQEC 2015)
    • Place of Presentation
      Munich (Germany)
    • Year and Date
      2015-06-25
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 太陽電池におけるキャリア生成、分離、輸送2015

    • Author(s)
      金光義彦
    • Organizer
      物性研究所短期研究会
    • Place of Presentation
      東京大学柏キャンパス(千葉県柏市)
    • Year and Date
      2015-06-25
    • Invited
  • [Presentation] Recombination dynamics of the lowest-energy excitons in single-walled carbon nanotubes under resonant and nonresonant excitation2015

    • Author(s)
      T. Nishihara, M. Okano, Y. Yamada, and Y. Kanemitsu
    • Organizer
      Eighth International Conference on Molecular Electronics and Bioelectronics (M&BE8)
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀(東京都江戸川区)
    • Year and Date
      2015-06-23
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 発光材料と発光計測:単一光子光源から太陽電池まで2015

    • Author(s)
      金光義彦
    • Organizer
      日本学術振興会光電相互変換第125委員会
    • Place of Presentation
      明治大学駿河台キャンパス(東京都千代田区)
    • Year and Date
      2015-05-12
    • Invited
  • [Presentation] Time-Resolved Optical Spectroscopy of Semiconductor Materials and Devices: Nanocrystals, Nanotubes, and Perovskites2015

    • Author(s)
      Y. Kanemitsu
    • Organizer
      The Korean Physicsl Society
    • Place of Presentation
      Daejeon (Korea)
    • Year and Date
      2015-04-23
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 単一分光が明らかにするナノ粒子の励起子発光特性2015

    • Author(s)
      井原章之
    • Organizer
      国際光年記念シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京大学安田講堂(東京都文京区)
    • Year and Date
      2015-04-21
  • [Presentation] Photoluminescence blinking and spectral diffusion in single semiconductor nanocrystals2015

    • Author(s)
      T. Ihara and Y. Kanemitsu
    • Organizer
      EMN Meeting on Quantum Technology
    • Place of Presentation
      Beijing (China)
    • Year and Date
      2015-04-15
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Book] 近赤外・紫外線-波長変換と光吸収増大による太陽電池の高効率化技術(量子ナノ構造のキャリア多体効果を利用した高効率太陽電池への挑戦)2016

    • Author(s)
      金光義彦
    • Total Pages
      212(169-180)
    • Publisher
      S&T出版
  • [Book] 発光の辞典(半導体ナノ粒子の発光明滅現象)2015

    • Author(s)
      金光義彦
    • Total Pages
      771(281-288)
    • Publisher
      朝倉書店
  • [Remarks] 京都大学化学研究所金光研究室ホームページ

    • URL

      http://www.scl.kyoto-u.ac.jp/~opt-nano/

URL: 

Published: 2017-01-06  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi