2015 Fiscal Year Research-status Report
単一量子ドットにおける多重励起子生成・緩和過程の新規評価法の確立
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26390023
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| Research Institution | Kwansei Gakuin University |
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Principal Investigator |
増尾 貞弘 関西学院大学, 理工学部, 准教授 (80379073)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 量子ドット / 単一分子計測 / 単一光子 / 光子アンチバンチング / 多重励起子 / PbS / 太陽電池 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、「半導体量子ドット(QD)内で起こる多重励起子生成・緩和過程」を評価する新しい測定法を確立することである。QD内で起こる多重励起子生成・緩和過程は、太陽電池のエネルギー変換効率の飛躍的な向上につながる重要な過程であるが、評価法は活吸収法に限られている。本研究では、「光子アンチバンチング測定」を駆使し、多重励起子生成・緩和過程を単一QDレベルで評価する新しい測定法を確立する。これより、多重励起子生成・緩和過程を支配する因子を解明し、高効率太陽電池創製へ向けた基礎的知見を得ることが本研究のねらいである。昨年度は主に様々な表面修飾基を有する硫化鉛(PbS)QDの合成に注力し順調に遂行することができた。本年度は以下の項目を検討した。
(1)単一PbS QDの発光特性評価：光学顕微鏡下において合成したPbS QDの単一測定を行ったところ、単一QDの蛍光強度、蛍光減衰曲線を測定可能であることを見出した。しかしながら、発光強度が比較的低いため、光子アンチバンチング測定で発光特性を評価するには発光光子数が少なく、評価が難しいことがわかった。また、発光寿命が１マイクロ秒と長いこともアンチバンチング評価が難しい一因であった。
(2)当初の計画通り、PbS以外のQDについても単一QDレベルでの多重励起子緩和過程の評価を行った。対象として、CdSe/ZnSコアシェルQD、およびCdSナノプレートを用いた。どちらにおいても、単一レベルでの光子アンチバンチング測定が可能なことを見出しており、今後は粒径、および表面保護基と光子アンチバンチング挙動の相関について検討していく予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度も当初の計画通り、単一PbS QDの単一測定まで遂行することができている。その結果として、PbS QDでは単一QDレベルでの光子アンチバンチング測定が発光強度が低いこと、発光寿命が長いことの２点から比較的難しいことがわかった。そのため、当初の予定通り、他のQDを対象とした実験もスタートさせた。
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| Strategy for Future Research Activity |
単一PbS QDの光子アンチバンチング測定の可能性を探るため、今後はさらに合成方法や、単一測定時のPbS周辺の媒体についても検討していく。これと同時に、他のQDを対象とした単一QDレベルでの光子アンチバンチング測定も同時に遂行していく予定である。
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| Causes of Carryover |
得られた実験結果より、購入予定だった光学部品を購入せずに研究を遂行できることがわかったため次年度使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
最終年度の消耗品費(試薬、光学部品)、および論文投稿のための英文校正費として使用予定である。
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