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単一ナノ発光材料のモルフォロジー分析技術の開発と量子物性の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16K17483
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 ナノ構造物理
研究機関国立研究開発法人情報通信研究機構 (2017)
京都大学 (2016)

研究代表者

井原 章之  国立研究開発法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所フロンティア創造総合研究室, 研究員 (10619860)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2016年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワードナノ発光材料 / 半導体ナノ粒子 / コロイド量子ドット / 強度相関 / 発光寿命 / カスケード発光 / 光吸収断面積 / スペクトル拡散 / ナノ粒子 / 量子ドット / 単一ドット / 励起子分子 / 単一光子 / イオン化 / 吸収断面積 / モルフォロジー / 光子相関 / 発光効率 / ナノ材料 / 半導体物性
研究成果の概要

本研究では、半導体ナノ粒子などのナノ発光材料を対象として、その材料のサイズ・形状・材質などが発光特性に与える影響を研究した。顕微分光法と時間相関単一光子計数法を組み合わせ、空間的に孤立した単一のナノ物質の発光の特徴を分析できる新たな計測技術を開発した。開発した技術を用いて、単一のナノ物質から2つの光子が連続的に放出されるカスケード発光過程の特徴を調べた。カスケード発光を分析することにより、単一ナノ物質の光吸収断面積や、2光子放出プロセスの輻射再結合レートの比を決定できることを明らかにした。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] National (Taiwan) University/National Taipei University of Technology(Taiwan)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] Southern University of Science and Tech.(China)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Simultaneously measured photoluminescence lifetime and quantum yield of two-photon cascade emission on single CdSe/ZnS nanocrystals2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroshige Nao、Ihara Toshiyuki、Kanemitsu Yoshihiko
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 95 号: 24

    • DOI

      10.1103/physrevb.95.245307

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-Performance CsPb1xSnxBr3 Perovskite Quantum Dots for Light-Emitting Diodes2017

    • 著者名/発表者名
      Wang Hung-Chia、Wang Weigao、Tang An-Cih、Tsai Hsin-Yu、Bao Zhen、Ihara Toshiyuki、Yarita Naoki、Tahara Hirokazu、Kanemitsu Yoshihiko、Chen Shuming、Liu Ru-Shi
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 56 号: 44 ページ: 13650-13654

    • DOI

      10.1002/anie.201706860

    • 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] Enhanced radiative recombination rate for electron-hole droplets in a silicon photonic crystal nanocavity2017

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Ihara, Yasushi Takahashi, Susumu Noda, and Yoshihiko Kanemitsu
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 96 号: 3 ページ: 035303-035303

    • DOI

      10.1103/physrevb.96.035303

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Coulomb-Enhanced Radiative Recombination of Biexcitons in Single Giant-Shell CdSe/CdS Core/Shell Nanocrystals2017

    • 著者名/発表者名
      Nao Hiroshige, Toshiyuki Ihara, Masaki Saruyama, Toshiharu Teranishi, and Yoshihiro Kanemitsu
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry Letters

      巻: 8 号: 9 ページ: 1961-1966

    • DOI

      10.1021/acs.jpclett.7b00547

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamics of Charged Excitons and Biexcitons in CsPbBr2 Perovskite Nanocrystals Revealed by Femtosecond Transient-absorption and Single-dot Luminescence Spectroscopy2017

    • 著者名/発表者名
      Naoki Yarita, Hirokazu Tahara, Toshiyuki Ihara, Tokuhisa Kawawaki, Ryota Sato, Masaki Saruyama, Toshiharu Teranishi, Yoshihiko Kanemitsu
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. Lett.

      巻: 8 号: 7 ページ: 1413-1418

    • DOI

      10.1021/acs.jpclett.7b00326

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Biexciton cascade emission reveals absolute absorption cross section of single semiconductor nanocrystals2016

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Ihara
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 93 号: 23

    • DOI

      10.1103/physrevb.93.235442

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Spectral Diffusion of Emissions of Excitons and Trions in Single CdSe/ ZnS Nanocrystals: Charge Fluctuations in and around Nanocrystals2016

    • 著者名/発表者名
      Hiroto Ibuki, Toshiyuki Ihara, and Yoshihiko Kanemitsu
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry C

      巻: 120 号: 41 ページ: 23772-23779

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.6b06220

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Advanced time-resolving analysis of room-temperature cascade emission from single quantum dots2018

    • 著者名/発表者名
      T. Ihara, T. Kaji, T. Yamada, and A. Otomo
    • 学会等名
      SPIE photonics west
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 単一ドット発光の強度相関に対する2パルス励起子分子生成過程の影響2018

    • 著者名/発表者名
      井原章之, 梶貴博, 山田俊樹, 大友明
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 励起分光法を活用した単一低次元系の量子光物性の研究2017

    • 著者名/発表者名
      井原章之
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] タイムタグ計測を活用した単一ナノ粒子の2光子カスケード発光の研究2017

    • 著者名/発表者名
      井原章之, 広重直
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] タイムゲートを活用した単一ドット発光の強度相関解析2017

    • 著者名/発表者名
      井原章之, 梶貴博, 山田俊樹, 大友明
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Quantitative study on photoluminescence properties of single nanocrystals using advanced time-resolved measurement techniques2016

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Ihara
    • 学会等名
      Workshop on solid-state chemistry for oxide and mixed-anion systems
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      2016-12-05
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 単一CdSe/ZnSナノ粒子の励起子分子カスケード発光分光:寿命と量子効率の関係2016

    • 著者名/発表者名
      井原章之, 広重直
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      金沢大学
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 分光実験自動化ソフトウェアの開発と顕微発光計測への活用2016

    • 著者名/発表者名
      井原章之
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      金沢大学
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 発光励起分光法による単一CdSe/CdS dot-in-rodの光吸収の研究2016

    • 著者名/発表者名
      井原章之, 佐藤良太, 寺西利治, 金光義彦
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      金沢大学
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Quantitative Determination of Absorption Cross Section of Single Colloidal Quantum Dots Using a Hanbury-Brown Twiss Interferometer2016

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Ihara and Yoshihiko Kanemitsu
    • 学会等名
      The 9th International Conference on Quantum Dots (QD2016)
    • 発表場所
      Jeju, Korea
    • 年月日
      2016-05-22
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2022-08-18  

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