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新規な蛍光ナノコンポジット薄膜の合成と評価

研究課題

研究課題/領域番号 17F17800
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 無機材料・物性
研究機関国立研究開発法人物質・材料研究機構

研究代表者

打越 哲郎  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, グループリーダー (90354216)

研究分担者 DUBERNET MARION  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2017-11-10 – 2020-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2019年度)
配分額 *注記
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2019年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2018年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2017年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
キーワードcomposite / cluster / luminescence / nanoparticle / thin film / Composite / clusters / nanoparticles / thin films / コンポジット / 金属クラスター / ルミネッセンス / ナノ粒子 / 薄膜
研究実績の概要

本研究は、酸化亜鉛ナノ粒子とCs2[Mo6I8(OCOC2F5)6] (CMIF)クラスター化合物との会合体を、太陽電池の効率を向上させる透明な発光太陽集光器の開発に適用す
ることを目的としている。
これまでに、ランダム形状を有する粒径3~6 nmのZnO粒子をゾルゲル法で作製し、そのコロイド溶液から厚さ100~200 nmの堆積層をITOガラス基板上にスピンコーティング法で作製して、さらにその上にCMIFクラスターを電気泳動堆積 (EPD) 法またはスピンコーティング法で積層させた。これらの多層薄膜は、SEM、蛍光および透過光測定により評価した。断面SEM観察から、クラスター層は、堆積条件により、300 -1000 nmの膜厚であった。蛍光測定の結果、作製した膜は、ZnOの発光を示す540 nm付近およびモリブデンクラスターの発光を示す650 nm付近の両方に、発光を示した。しかし、CMIF層の厚さはZnOの発光強度に直接影響を与え、CMIF層が厚いとZnOの強度が低下した。但し、UV-vis測定から、この多層膜がITOと同様な良好な光透過特性を示すことがわかった。量子収率(QY)測定から、クラスター層がEPD法により堆積された場合、QY値はわずかに高いことが見出されたが、これは層の厚さに起因するものと思われた。
ZnOの発光信号をさらに増加させるには、膜表面の形態と粗さを変えて、光トラッピングによる電力効率改善が有効と考えられた。そこでPDMSスタンプを用いたナノインプリント法をにより、クラスター/ PMMAフィルム表面に凹凸パターンを印刷した。現在までに、150℃熱処理後の表面で、500 nmのピッチの逆ピラミッドパターンが規則正しく印刷されていることを確認した。今後、最適なパターンの決定とQYの関係について調査する必要がある。

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 9件、 査読あり 9件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 5件、 招待講演 1件) 学会・シンポジウム開催 (4件)

  • [国際共同研究] CNRS/University of Rennes 1/Saint-Gobain(フランス)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] CNRS/University of Rennes 1(フランス)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] レンヌ第一大学/CNRS/Saint-Gobain(フランス)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Transparent functional nanocomposite films based on octahedral metal clusters: synthesis by electrophoretic deposition process and characterization.2019

    • 著者名/発表者名
      Nguyen N T K, Dubernet M, Matsui Y, Wilmet M, Shirahata N, Rydzek G, Dumait N, Amela-Cortes M, Renaud A, Cordier S, Molard Y, Grasset F, Uchikoshi T.
    • 雑誌名

      The Royal Society Open Science

      巻: 6 号: 3 ページ: 181647-181647

    • DOI

      10.1098/rsos.181647

    • 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] Extended Study on Electrophoretic Deposition Process of Inorganic Octahedral Metal Clusters: Advanced Multifunctional Transparent Nanocomposite Thin Films2019

    • 著者名/発表者名
      Nguyen N T K, Renaud A, Dierre B, Bouteille B, Wilmet M, Dubernet M, Ohashi N, Grasset F, Uchikoshi T.
    • 雑誌名

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      巻: 91 号: 12 ページ: 1763-1774

    • DOI

      10.1246/bcsj.20180240

    • NAID

      130007531108

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際共著
  • [雑誌論文] 重殻構造を有する蛍光シリコンナノ粒子の合成と電気泳動法による薄膜形成2018

    • 著者名/発表者名
      白幡 直人,打越 哲郎,Thi Kim Ngan NGUYEN,増田 佳丈,目 義雄
    • 雑誌名

      粉体および粉末冶金

      巻: 65 ページ: 108-113

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Observation of stacking faults and photoluminescence of laurate ion intercalated Zn/Al layered double hydroxide2018

    • 著者名/発表者名
      Kenshi Harada , Thi Kim Ngan Nguyen , Yoshio Matsui , Kazuko Fujii , Fabien Grasset , Naoki Ohashi , Motohide Matsuda , Tetsuo Uchikoshi
    • 雑誌名

      Materials Letters

      巻: 213 ページ: 323-325

    • DOI

      10.1016/j.matlet.2017.11.054

    • 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] Transparent tantalum cluster-based UV and IR blocking electrochromic devices2017

    • 著者名/発表者名
      Renaud A.、Wilmet M.、Truong T. G.、Seze M.、Lemoine P.、Dumait N.、Chen W.、Saito N.、Ohsawa T.、Uchikoshi T.、Ohashi N.、Cordier S.、Grasset F.
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry C

      巻: 5 号: 32 ページ: 8160-8168

    • DOI

      10.1039/c7tc01964e

    • 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] Electrophoretic Coating of Octahedral Molybdenum Metal Clusters for UV/NIR Light Screening2017

    • 著者名/発表者名
      T.K.N. Nguyen, B.Dierre, F. Grasset, N. Dumait, S. Cordier, P. Lemoine, A. Renaud, H. Fudouzi, N. Ohashi, T. Uchikoshi
    • 雑誌名

      Coatings

      巻: 7 号: 8 ページ: 114-114

    • DOI

      10.3390/coatings7080114

    • 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] Formation Mechanism of Transparent Mo6 Metal Atom Cluster Film Prepared by Electrophoretic Deposition2017

    • 著者名/発表者名
      T. K. N. Nguyen, B. Dierre, F. Grasset, A. Renaud, S. Cordier, P. Lemoine, N. Ohashi and T. Uchikoshi
    • 雑誌名

      J. Electrochem. Soc.

      巻: 164 号: 7 ページ: D412-D418

    • DOI

      10.1149/2.0591707jes

    • 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] Mo6 cluster-based compounds for energy conversion applications: comparative study of photoluminescence and cathodoluminescence2017

    • 著者名/発表者名
      B. Dierre, K. Costuas, N. Dumait, S. Paofai, M. Amela-Cortes, Y. Molard, F. Grasset F, Y. Cho, K. Takahashi, N. Ohashi, T. Uchikoshi, S. Cordier
    • 雑誌名

      Sci. Tech. Adv. Mater.

      巻: 18 号: 1 ページ: 458-466

    • DOI

      10.1080/14686996.2017.1338496

    • 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] New ultra-violet and near-infrared blocking filters for energy saving applications: fabrication of tantalum metal atom cluster-based nanocomposite thin films by electrophoretic deposition2017

    • 著者名/発表者名
      Thi Kim Ngan Nguyen, Adele Renaud, Maxence Wilmet, Noee Dumait, Serge Paofai, Benjamin Dierre, Wanghui Chen, Naoki Ohashi, Stephane Cordier, Fabien Grasset and Tetsuo Uchikoshi
    • 雑誌名

      J. Mater. Chem. C

      巻: 5 号: 40 ページ: 10477-10484

    • DOI

      10.1039/c7tc02454a

    • 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] A layered wide-gap oxyhalide semiconductor with an infinite ZnO2 square planar sheet: Sr2ZnO2Cl22017

    • 著者名/発表者名
      Yu Su, Yoshihiro Tsujimoto, Akira Miura, Shinichiro Asai, Maxim Avdeev, Hiraku Ogino, Miho Ako, Alexei A. Belik, Takatsugu Masuda, Tetsuo Uchikoshi, Kazunari Yamaura
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 53 号: 27 ページ: 3826-3829

    • DOI

      10.1039/c7cc01011g

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Transparent Luminescent Solar Concentrators Based on Molybdenum Metal Clusters2019

    • 著者名/発表者名
      Marion Dubernet, Ngan T. K. Nguyen, Noee Dumait, Stephane Cordier, Iryna Gozhyk, Fabien Grasset, Tetsuo Uchikosh
    • 学会等名
      11th International Conference on the Science and Technology for Advanced Ceramics
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Luminescent nanocomposite thin films of molybdenum metal clusters for energy applications2019

    • 著者名/発表者名
      M. Dubernet, N. T. K. Nguyen, N. Dumait, S. Cordier, I. Gozhyk, F. Grasset, T. Uchikoshi.
    • 学会等名
      Advanced Materials and Nanotechnology, Wellington, New-Zealand
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis of luminescent nanocomposite thin films for energy applications2019

    • 著者名/発表者名
      M. Dubernet, N. T. K. Nguyen, N. Dumait, S. Cordier, I. Gozhyk, F. Grasset, T. Uchikoshi.
    • 学会等名
      57th Ceramics Basic Science Debate, Sendai, Japan
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Luminescent nanocomposite thin films of molybdenum metal clusters for energy applications2019

    • 著者名/発表者名
      M. Dubernet, N. T. K. Nguyen, N. Dumait, S. Cordier, I. Gozhyk, F. Grasset, T. Uchikoshi.
    • 学会等名
      MANA international symposium, Tsukuba, Japan
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Luminescent nanocomposite thin films for energy applications2018

    • 著者名/発表者名
      M. Dubernet, N. T. K. Nguyen, N. Dumait, S. Cordier, I. Gozhyk, F. Grasset, T. Uchikoshi.
    • 学会等名
      8th International Workshop on Advanced Ceramics (IWAC), Nagoya, Japan
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Elaboration de concentrateurs solaires luminescents : comment améliorer le rendement des panneaux photovoltaiques ?2018

    • 著者名/発表者名
      M. Dubernet, N. T. K. Nguyen, N. Dumait, S. Cordier, I. Gozhyk, F. Grasset, T. Uchikoshi.
    • 学会等名
      Journée Francophone de la Recherche (JFR), Tokyo, Japan
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis of nanaocomposite thin films for energy applications2018

    • 著者名/発表者名
      M. Dubernet, N. T. K. Nguyen, N. Dumait, S. Cordier, I. Gozhyk, F. Grasset, T. Uchikoshi.
    • 学会等名
      9th International Workshop on Advanced Materials Science and Nanotechnology
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Electrophoretic Deposition of Octahedral Tantalum Cluster Film for the UV-NIR blocker2018

    • 著者名/発表者名
      T. K. N. Nguyen, A. Renaud, M. Wilmet, B. Dierre, S. Cordier, N. Ohashi, F. Grasset and T. Uchikoshi
    • 学会等名
      第56回セラミックス基礎科学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] From Colloidal Solution to Nanocomposite Materials: ZnO, SiO2 and Transition Metal Cluster2018

    • 著者名/発表者名
      C. Wanghui, F. Grasset, T. Uchikoshi, N. Ohashi, Y. Matsui, T. K. N. Nguyen, S. Cordier, T. G. Troung, M. Wilmet
    • 学会等名
      第56回セラミックス基礎科学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] From Colloidal Solution to Nanocomposite Materials: ZnO, SiO2 and Transition Metal Cluster2017

    • 著者名/発表者名
      F. Grasset, T. K. N. Nguyen, W. Chen, A. Renaud, N. Saito, B. Dierre, N. Saito, N. Dumait, S. Cordier, N. Ohashi, T. Uchikoshi
    • 学会等名
      JSPMIC 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会・シンポジウム開催] 11th International Conference on the Science and Technology for Advanced Ceramics, Tsukuba, Japan2019

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会・シンポジウム開催] Advanced Materials and Nanotechnology, Wellington, New-Zealand2019

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会・シンポジウム開催] 9th International Workshop on Advanced Materials Science and Nanotechnology2018

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会・シンポジウム開催] 8th International Workshop on Advanced Ceramics (IWAC), Nagoya, Japan2018

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2017-11-13   更新日: 2024-03-26  

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