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ナノフォトニクス分子システムの構成と超高速光応答

研究課題

研究課題/領域番号 10044144
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 高分子構造物性(含繊維)
研究機関静岡大学

研究代表者

長村 利彦  静岡大学, 電子工学研究所, 教授 (90117200)

研究分担者 川井 秀記  静岡大学, 電子工学研究所, 助手 (80324341)
坂口 浩司  静岡大学, 電子工学研究所, 助教授 (30211931)
KISCH Horst  エルランゲンーニュールンベルグ大学, 教授
MULVANEY Pau  メルボルン大学, 化学科, 講師
GRIESER Fran  メルボルン大学, 化学科, 助教授
研究期間 (年度) 1998 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2000年度)
配分額 *注記
8,500千円 (直接経費: 8,500千円)
2000年度: 3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
1999年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
1998年度: 2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
キーワード半導体超微粒子 / 超高速吸収変化 / 光励起による電子状態変化 / 二次非線形光学定数 / 励起三重項状態 / 導波モード薄膜 / フォトンモード超高速変調 / 蛍光活性化CdS超微粒子 / フェムト秒レーザー / エキシトン発光 / サブピコ秒応答 / 電子と正孔の直接再結合 / 超高速光応答半導体 / ナノメーター / 過渡ブリーチング / エキシトン / トラップサイト
研究概要

本年度は、半導体超微粒子系の超高速吸収変化の研究に加えて、光励起による電子状態変化の応用などに関する検討も行った。均一溶液中で二次非線形光学定数を評価できるハイパーレイリー散乱(HRS)法に試料の励起光学系を加えて、ナノ秒レーザーによる励起状態での二次非線形光学定数評価システムを構成した。パラニトロアニリン(pNA)のHRS信号は、光励起により増大し、遅延時間に対してプロットすると指数関数的に減衰した。その寿命はpNAの励起三重項状態の減衰に対応した。二次非線形光学効果の増幅機構は現在の所、最低励起三重項状態から上への遷移の増加、あるいは励起三重項状態での共鳴などが考えられる。励起状態の生成と減衰による二次高調波振幅のフォトンモード超高速変調が期待される。
このような光励起による超微粒子や有機分子の電子状態変化に基づく吸収・屈折率・発光・非線形光学定数などの超高速変化を並列光情報処理に応用するため、導波モード薄膜を用いる新しい光学デバイスを構築し、光応答特性を評価した。導波モード条件は、各層の膜厚、複素屈折率などによって決まる。過渡吸収スペクトル変化およびそのKramers-Kronig変換から、波長に応じて複素屈折率の実部、虚部のいずれかあるいは両方が変化する。これに伴って導波モード条件がかわるので、反射光強度あるいは位相を書き込み光によって二次元的に制御できる。光誘起電子移動や光励起によって可視域に過渡吸収または過渡プリーチングを示す種々の化合物を高分子に分散して、フェムト〜ナノ秒レーザー励起による応答を検討した。その結果、単発のレーザー励起で並列光記録、現在空間光変調に用いられている液晶型に比ベて6桁速い応答ての強度変調などを実現した。

報告書

(4件)
  • 2000 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1999 実績報告書
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (33件)

  • [文献書誌] Toshihiko Nagamura: "Reflection-mode all-optical parallel switching in guided wave geometry including photochromic compunds"Molecular Crystals and Liquid Crystals. 344. 199-204 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hiroshi Inoue: "Ultrafast dynamics of fluorescence-activated CdS nanoparticles in aqueous solutions by femtosecond transient bleaching spectroscopy"Colloids and Surfaces, A : Physicochemical and Engineering Aspects. 69. 233-239 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] W.-S.Xia: "Spectroscopic studies on molecular interactions of photogenerated tricyanovinylstyrylpyridinyl radicals in acetonitrile at room temperature"Journal of Photochemistry and Photobiology, A ; Photochem.. 136. 35-40 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Toshihiko Nagamura: "Ultrafast reflection control based on photoinduced complex refractive index changes in guided mode thin films containing indium phthalocyanine"Molecular Crystals and Liquid Crystals. (in press).

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Toshihiko Nagamura: "Femtosecond hyper-Rayleigh scattering measurement system for organic dyes in solutions at the excited state"Molecular Crystals and Liquid Crystals. (in press).

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Toshihiko Nagamura: "Sensors and Optical Switching"Marcel Dekker, Inc.,New York(in press).

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 長村利彦: "超高速分子光情報処理の将来性"日本ビジネスレポート(株). 15 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Nagamura, K.Sasaki: "Reflection-mode all-optical parallel switching in guided wave geometry including photochromic compounds"Molecular Crystals and Liquid Crystals. 344. 199-204 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Inoue, D.J.Elliot, M.Tada, T.Nagamura, F.Grieser, H.Sakaguchi, D.N.Furlong: "Ultrafast dynamics of fluorescence-activated CdS nanoparticles in aqueous solutions by femtosecond transient bleaching spectroscopy"Colloids and Surfaces, A : Physicochemical and Engineering Aspects. 169(1-3). 233-239 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] W.-S.Xia, H.Kawai, T.Nagamura: "pectroscopic studies on molecular interactions of photogenerated tricyanovinylstyrylpyridinyl radicals in acetonitrile at room temperature"Journal of Photochemistry and Photobiology ; A : Photochemistry. 136(1-2). 35-40 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Nagamura, T.Adachi, I.Yoshida, H.Inoue, H.Heckmann, M.Hanack: "Ultrafast reflection control based on photoinduced complex refractive index changes in guided mode thin films containing indium phthalocyanine"Molecular Crystals and Liquid Crystals. (in press).

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Nagamura, T.Umeda, H.Sakaguchi: "Femtosecond hyper-Rayleigh scattering measurement system for organic dyes in solutions at the excited state"Molecular Crystals and Liquid Crystals. (in press).

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Nagamura: "Novel Molecular Photonics Materials and Devices"Sensors and Optical Switching K.Schanze, S.V.Ramamurthy (Ed.), Marcel Dekker, Inc.. (in press).

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Nagamura: "Porspect of ultrafast photonic molecular information precessing"Gijyutuyosoku Series, 1, Electronics, IT, and Optoelectronics, Japan Business Reports, Inc.. 79-93 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Toshihiko Nagamura: "All-Optical Parallel Switching in Guided Wave Geometry Including Photochromic Compounds"Molecular Crystals and Liquid Crystals. 344. 199-204 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Hiroshi Inoue: "Ultrafast dynamics of fluorescence-activated CdS nanoparticles in aqueous solutions by femtosecond transient bleaching spectroscopy"Colloids and Surfaces, A : Physicochemical and Engineering Aspects. 169(1-3). 233-239 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] S.-H.Park: "Spectroscopic studies of radicals formed upon photoexcitation of bis (nitrostyrylpyridinium) alkane ditetraphenylborate salts"Journal of Photopolymer Science and Technology. 13(2). 197-202 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] W.-S.Xia: "Spectroscopic studies on molecular interactions of photogenerated tricyanovinylstyrylpyridinyl radicals in acetonitrile at room temperature"Journal of Photochemistry and Photobiology, A ; Photochem.. 136(1-2). 35-40 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Toshihiko Nagamura: "Sensors and Optical Switching"Marcel Dekker, Inc., New York (in press).

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 長村利彦: "超高速分子光情報処理の将来性"日本ビジネスレポート(株). 15 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Toshihiko Nagamura: "Ultrafast dynamics of transient bleaching of surface modified CdS nano-particles in Nafion films"Colloids and Surfaces,A : Physicochem.Eng.Aspts.. 146(1-3). 265-272 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 長村利彦: "超高速光応答材料の開発と分子フォトニクス"機能材料. 19(4). 20-34 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 長村利彦: "新しい超高速光応答材料及び空間光変調分子デバイスの開発"光アライアンス. 10(9). 22-28 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Miriam Abe: "Photophysical properties of cytochromes c-553 and c3 extracted from Desulfovibrio vuigaris Miyazaki"J.Photochem.Photobiol.,A ; Photochem.. 120(2). 125-133 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Hiroshi Sakaguti: "Nanometer-scale photoelectric property organic thin films investigated by photoconductive AFM"Jpn.J.Appl.Phys.. 38(6B). 3908-3911 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Hiroshi Inoue: "Ultrafast dynamics of fluorescense-activated CdS nanoparticles in aqueous solutions by femtosecond transient bleaching spectroscopy"Colloids and Surfaces,A : Physicochem.Eng.Aspts.. (in press) (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Toshihiko Nagamura: "The Femtosecond Technology"Springer-Verlag GmbH&Co.,Germany T.Kamiya H. Yajima, O.Wada(Ed.). 426 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Hiroshi Inoue: "Femtosecond dynamics of photoinduced electrochromism in polymeric 4,4'-bipyridinium salts with diiodides in solutions and in cast films" 静岡大学大学院電子科学研究科研究報告. 19. 109-112 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Hiroshi Inoue: "Ultrafast photoresponses of CdS nanoparticles in self-assembled films" Journal of Photopolymer Science and Technology. 11(1). 73-76 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Hiroshi Inoue: "Ultrafast optical switching by photoinduced electrochromism in cast films of polymeric 4,4'-bipyridinium salts with diiodides" Applied Physics Letters. 73(1). 10-12 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Toshihiko Nagamura: "Ultrafast transient bleaching of CdS nano-particles in various media" Proceedings of SPIE-The international Society for Optical Engineering. 3469. 174-181 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Hideki Kawai: "Ultrafast dynamics of photogenerated styrylpyridinyl radical and its dimer radicalcation with styrylpyridinium cation studied by femtosecond laser" Journal of Chemical Society,Faraday Transactions. 94(24). 3581-3586 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Toshihiko Nagamura: "Ultrafast dynamics of transient bleaching of surface modified CdS nano-particles in Nafion films" Colloids and Surfaces,A.Physicochemical and Engineering Aspects. 146(1-3). 265-272 (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書

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公開日: 1998-04-01   更新日: 2016-04-21  

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