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有機アルコキシシランと蛍光ナノ粒子界面での分子設計による複合固体蛍光材料の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K14005
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分26030:複合材料および界面関連
研究機関滋賀県立大学

研究代表者

鈴木 一正  滋賀県立大学, 工学部, 講師 (20805618)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワードカーボンドット / 表面修飾 / 蛍光シフト / 有機シリカ / 複合薄膜 / ゾル-ゲル法 / ナノコンポジット / 表面化学修飾 / 蛍光調律 / 蛍光波長制御 / 固体蛍光材料 / 固体蛍光デバイス / 有機アルコキシシラン
研究成果の概要

カーボンドット(C-dots)とよばれる蛍光性ナノカーボンは、構造に由来する特異な発光特性を示すが、構造が複雑で分布があるため、蛍光原因の理解が困難である。そこで本研究では、C-dotsの蛍光に及ぼす表面構造の寄与について実験的に検証した。表面特性の異なるC-dotsを作製し、表面を有機シランで化学修飾することで状態変化させ、蛍光挙動との関係を調査した。表面反応サイトの割合が異なるC-dotsに対し、化学修飾すると蛍光がブルーシフトしたが、励起・蛍光波長シフト量は同じであることが明らかとなった。すなわち、表面状態が異なるC-dotsであっても蛍光に関与する部分構造は共通であることが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

C-dotsという曖昧な構造を有する蛍光物質に対して、実験的に物理化学的な観点から構造的な理解を推し進めた。表面の構造的な特徴が異なっていても同様の蛍光挙動を示すことが明らかとなった点が、学術的に興味深く、C-dotsの優れた蛍光特性の特徴ともいえる。これは、蛍光物質がまわりの環境によらず一定の発光特性を示すということを意味しており、C-dotsが既存の蛍光材料に比べて、安くてかつ組合せの汎用性が高い有望な蛍光材料であることが示された。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] Photoluminescence of zinc oxide mesostructured films doped with Rhodamine 6G2018

    • 著者名/発表者名
      Luca Malfatti, Kazumasa Suzuki, Alois Erker, Yu Jiang, Plinio Innocenzi
    • 雑誌名

      Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry

      巻: 357 ページ: 30-35

    • DOI

      10.1016/j.jphotochem.2018.01.043

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Carbon Dots in Water and Mesoporous Matrix: Chasing the Origin of their Photoluminescence2018

    • 著者名/発表者名
      Carlo Maria Carbonaro, Daniele Chiriu, Luigi Stagi, Maria Francesca Casula, Swapneel V. Thakkar, Luca Malfatti, Kazumasa Suzuki, Pier Carlo Ricci, Riccardo Corpino
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry C

      巻: 122 号: 44 ページ: 25638-25650

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.8b08012

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Decomposition behavior of micelles in mesostructured organosilica films and photoluminescence characterization2020

    • 著者名/発表者名
      Jiyu Kamiyoshi, Kazumasa Suzuki, Shin-ichiro Kato, Toshitada Yoshihara, Jhon L. Cuya, Hiroshi Miyamura, Balachandran Jeyadevan
    • 学会等名
      7th ISGS Online Summer School: Hybrid Materials: cutting-edge applications
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] シリカ薄膜内での配列したミセルの分解挙動及び蛍光特性評価2020

    • 著者名/発表者名
      神吉慈優, 鈴木一正, クヤジョン, 宮村弘, バラチャンドランジャヤデワン
    • 学会等名
      第11回 関西無機機能性材料研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Plasmon Enhanced Photoluminescence in Ag NPs - Carbon Dots Nanocomposite Films with Organosilica Functionalization2019

    • 著者名/発表者名
      Kazumasa Suzuki, Saya Ueno, Hiroshi Miyamura, Balachandran Jeyadevan
    • 学会等名
      XX International Sol-Gel Conference
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Sol-Gel chemistry for carbon dots, making of fluorescent new generation hybrids2019

    • 著者名/発表者名
      Plinio Innocenzi, Luca Malfatti, Stefania Mura, Davide Carboni, Kazumasa Suzuki
    • 学会等名
      XX International Sol-Gel Conference
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 凝集制御されたカーボンドット-有機シリカ複合材料における銀ナノ粒子の局在表面プラズモン共鳴を用いた発光増強2019

    • 著者名/発表者名
      鈴木 一正, 上野 沙彩, 田窪 悠大, 宮村 弘, Balachandran Jeyadevan
    • 学会等名
      日本ゾル-ゲル学会 第17回討論会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] メソ構造内でのC-dots合成に向けたミセルの炭化挙動及び蛍光特性の評価2019

    • 著者名/発表者名
      田窪 悠大、鈴木 一正、C. ジョン、宮村 弘、B. ジャヤデワン
    • 学会等名
      第10回関西無機機能性材料研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Photoluminescence Properties of Surface-Modified Carbon Dots by Organoalkoxysilane for Solid-State Emitting Device2019

    • 著者名/発表者名
      Kazumasa Suzuki, Luca Malfatti, Masahide Takahashi, Hiroshi Miyamura, Balachandran Jeyadevan
    • 学会等名
      日本化学会 第99春季年会 B講演
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 表面状態の異なるカーボンドットへの有機アルコキシシラン修飾によるナノコンポジット固体蛍光薄膜の蛍光特性変化2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木 一正
    • 学会等名
      日本ゾル-ゲル学会 第16回討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Photoluminescence tuning through surface modification of C-dots using organosilane for solid-state luminescent materials2018

    • 著者名/発表者名
      Kazumasa Suzuki, Luca Malfatti, Masahide Takahashi
    • 学会等名
      ISGS 6th Sol-Gel Summer School
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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