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自己組織化強誘電ポリマー球体内への二次高調波の閉じ込めと増幅

研究課題

研究課題/領域番号 16J00934
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 高分子化学
研究機関筑波大学

研究代表者

岡田 大地  筑波大学, 数理物質科学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2016-04-22 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2018年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2017年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2016年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワード有機微小レーザー / 分子集合 / 発光色変調 / 光スイッチ / 共振器集積化 / 波長変調 / 光メモリーアレイ / レーザー / 有機混晶 / 自己組織化 / 強誘電ポリマー / 第二次高調波 / Whispering Gallery Mode / 光共振器 / マイクロレーザー / 共鳴発光
研究実績の概要

本年度は、第1に異なるユニット数を持つ炭素架橋フェニレンビニレンオリゴマー2種類を用いた有機共結晶のレーザー特性に関する研究を行い、そのレーザー発振特性の変調性、エネルギー移動ダイナミクスの詳細な検討、また基板表面の変化による構造体の異なる結晶成長についてより詳細に検討を行った。有機共結晶を用いた初めてのレーザー発振波長変調の系であり、本研究はAmerican chemical societyのNano Letter誌に論文として発表を行った。
第2にホウ素錯体であるBODIPY分子の分子集合とそれらのマイクロ結晶が示す特異な発光特性について評価を行った。これらの発光特性を時間分解分光やマイクロ波伝導度測定を行うことで、発光色変化の原因の追究を行った。その結果、発光色変化は、無機半導体に類似した結晶中にあるわずかなキャリアトラップサイトが寄与していることが明らかになった。これらの成果は、American chemical society誌のJournal of physical chemistry C誌に受理され、また表紙として選出された。
第3に光異性化分子を用いた、スイッチング可能な光共振器開発とその大面積アレイ化およにディスプレイ応用に関する研究を行った。本年度はとりわけ、大面積アレイ化とディスプレイ応用に向け力を注いだ。その結果、親水性-疎水性にマイクロパターニングを施した基板を用いて、その基板表面上で自己組織化を行うことで、半球状の光共振器をマイクロスケールにて、cm2スケールの基板上全体に作成することに成功した。また光異性化も可能であるため発光のOn/Offも可能であり、光によりシンボルや絵を描くことができる。本研究は現在論文投稿中である。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 6件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 6件、 招待講演 1件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] Duisburg-Essen大学/ライプニッツ光科学研究所(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Strasbourg大学(フランス)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Leibniz Institute of Photonic Technology/Duisburg-Essen University(Germany)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] Strasbourg University, ISIS(France)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] Duisburg-Essen大学 物理/ライプニッツ研究所(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Polychromatic Photoluminescence of Polymorph Boron Dipyrromethene Crystals and Heterostructures2019

    • 著者名/発表者名
      Aswin Asaithambi, Daichi Okada, Gunther Prinz, Hiroyasu Sato, Akinori Saeki, Takashi Nakamura, Tatsuya Nabeshima, Yohei Yamamoto, Axel Lorke*
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. C

      巻: 123 号: 8 ページ: 5061-5066

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.8b09202

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] π-Electronic Cocrystal Microcavities with Selective Vibronic-Mode Light Amplification: Toward Forster Resonance Energy Transfer Lasing2018

    • 著者名/発表者名
      Daichi Okada, Stefano Azzini, Hiroki Nishioka, Anna Ichimura, Hayato Tsuji, Eiichi Nakamura, Fumio Sasaki, Cyriaque Genet, Thomas W. Ebbesen, Yohei Yamamoto*
    • 雑誌名

      Nano Lett.

      巻: 18 号: 7 ページ: 4396-4402

    • DOI

      10.1021/acs.nanolett.8b01442

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Energy Transfer-Assisted Whispering Gallery Mode Lasing in Conjugated Polymer/ Europium Hybrid Microsphere Resonators2018

    • 著者名/発表者名
      Zakarias S. Ngara, Daichi Okada, Osamu Oki, Yohei Yamamoto*
    • 雑誌名

      Chem. Asian J.

      巻: 0000 号: 10 ページ: 0000-0000

    • DOI

      10.1002/asia.201801219

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Low-Threshold Whispering Gallery Mode Lasing from Self-Assembled Microspheres of Single-Sort Conjugated Polymers2017

    • 著者名/発表者名
      Soh Kushida, Daichi Okada, Fumio Sasaki, Zhan-Hong Lin, Jer-Shing Huang, Yohei Yamamoto
    • 雑誌名

      Adv. Opt. Mater.

      巻: 5 号: 10 ページ: 1700123-1700123

    • DOI

      10.1002/adom.201700123

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Low-Threshold Whispering Gallery Mode Lasing from Self-Assembled Microspheres of Single-Sort Conjugated Polymers2017

    • 著者名/発表者名
      Soh Kushida, Daichi Okada, Fumio Sasaki, Zhan-Hong Lin, Jer-Shing Huang, Yohei Yamamoto
    • 雑誌名

      Advanced Optical Materials

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Fabrication of Polymer Microspheres for Optical Resonator and Laser Applications2017

    • 著者名/発表者名
      Yohei Yamamoto, Daichi Okada, Soh Kushida, Osamu Oki, Zakarias Seba Ngara
    • 雑誌名

      Journal of visualized experiments

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Color-Tunable Resonant Photoluminescence and Cavity-Mediated Multistep Energy Transfer Cascade2016

    • 著者名/発表者名
      D. Okada, T. Nakamura, D. Braam, T. D. Dao, S. Ishii, T. Nagao, A. Lorke, T. Nabeshima, Y. Yamamoto
    • 雑誌名

      ACS Nano

      巻: 10 号: 7 ページ: 7058-7063

    • DOI

      10.1021/acsnano.6b03188

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 光スイッチ・波長変調を可能とする自己組織化マイクロ共振器2019

    • 著者名/発表者名
      岡田大地、森本正和、入江正浩、Jer-Shing Huang、佐々木史雄、石井智、長尾忠昭、Stefano Azzini、Thomas Ebbesen、Cyriaque Genet、西岡拓紀、辻勇人、中村栄一、山本洋平
    • 学会等名
      第39回レーザー学会年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 波長変調・光スイッチを可能とする自己組織化マイクロ光共振器2018

    • 著者名/発表者名
      岡田 大地
    • 学会等名
      π造形若手会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 多色発光を示すBODIPYマイクロ結晶とその光学ヘテロ構造の作成2018

    • 著者名/発表者名
      岡田大地、Vijai Aswin、Prinz Gunther、佐藤 寛泰、佐伯 昭紀、佐々木史雄、中村貴志、鍋島達弥、Lorke Axel、山本洋平
    • 学会等名
      第79回応用物理学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Wavelength-Selective and Photo-Switchable π-Electronic Microlasers2018

    • 著者名/発表者名
      Daichi Okada, Stefano Azzini, Hiroki Nishioka, Hayato Tsuji, Fumio Sasaki, Eiichi Nakamura, Cyriaque Genet, Thomas Ebbesen, Zhan-Hong Lin, Masakazu Morimoto, Jer-shing Huang, Takeo Minari, Tadaaki Nagao, Masahiro Irie, Yohei Yamamoto
    • 学会等名
      ICSM 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Photo-Switchable Optical Resonators and Arrays from Fluoresent Diarylethene2018

    • 著者名/発表者名
      岡田大地、北山雄介、Zhang Hong Lin、森本正和、Jer-shing Huang、佐々木史雄、三成剛生、石井智, 長尾忠昭、入江 正浩、山本洋平
    • 学会等名
      第66回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Wavelength Tunable Organic Microcrystal Lasers2018

    • 著者名/発表者名
      岡田 大地
    • 学会等名
      Cemsupra2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Photo-Switchable Optical Resonators and Arrays from Fluoresent Diarylethene2018

    • 著者名/発表者名
      岡田 大地
    • 学会等名
      第67回高分子学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 蛍光性フォトクロミック分子によるマイクロ共振器アレイの形成と共振モード分裂2017

    • 著者名/発表者名
      岡田 大地
    • 学会等名
      第66回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Laser Oscillation and Wavelength Control of Carbon-Bridged Oligophenylenevinylene Microcavities2017

    • 著者名/発表者名
      岡田 大地
    • 学会等名
      第66回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 炭素架橋フェニレンビニレンマイクロ結晶からのレーザー発振と波長変調2017

    • 著者名/発表者名
      岡田 大地
    • 学会等名
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 蛍光性ジアリールエテン自己組織化マイクロ共振器とモード分裂2017

    • 著者名/発表者名
      岡田 大地
    • 学会等名
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Cavity-Mediated Long-Range FRET Cascade from Polymorphic Dye-Doped Polymer Microspheres2016

    • 著者名/発表者名
      Daichi Okada
    • 学会等名
      Material Research Society Fall Meeting
    • 発表場所
      Boston アメリカ
    • 年月日
      2016-11-27
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Colloidal Crystallization and beta-Phase Transformation of Poly(Vinylidene Fluoride) Nanoparticles2016

    • 著者名/発表者名
      Daichi Okada
    • 学会等名
      Material Research Society Fall Meeting
    • 発表場所
      Boston アメリカ
    • 年月日
      2016-11-27
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Polymorphic BODIPY-Doped Polymer Microcavities with Multicolor Resonant Photoluminescence and Color Conversion2016

    • 著者名/発表者名
      Daichi Okada
    • 学会等名
      AsiaNANO 2016
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター 北海道 札幌
    • 年月日
      2016-10-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 炭素架橋フェニレンビニレンによる自己組織化マイクロ共振器2016

    • 著者名/発表者名
      岡田 大地
    • 学会等名
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ 新潟県 朱鷺
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Polymorphic Dye-Doped Polymer Microcavities with Tunable Multicolor Resonant Photoemission and Long-Range Energy Transfer Cascade2016

    • 著者名/発表者名
      Daichi Okada
    • 学会等名
      KJF-ICOMEP2016
    • 発表場所
      ACROS Fukuoka 福岡県 福岡
    • 年月日
      2016-09-04
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Polymorphic Dye-Doped Polymer Microcavities with Tunable Multicolor Resonant Photoluminescence2016

    • 著者名/発表者名
      Daichi Okada
    • 学会等名
      第65回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場 兵庫県 神戸
    • 年月日
      2016-05-27
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 単一の蛍光色素から4色の発光マイクロ球体をつくる ~多段階の高効率光エネルギー伝搬を実現~

    • URL

      http://www.tsukuba.ac.jp/attention-research/p201607041400.html

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 1つの蛍光分子から4色の発光マイクロ球体をつくる

    • URL

      http://www.chem-station.com/blog/2016/08/ColorTunable.html

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 山本研究室ホームページ

    • URL

      http://www.ims.tsukuba.ac.jp/~yamamoto_lab/Homepage_Japanese/toppu.html

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-05-17   更新日: 2024-03-26  

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