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共役系有機・高分子ナノ結晶の超階層構造形成とその光・電子機能

研究課題

研究課題/領域番号 19022002
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東北大学

研究代表者

及川 英俊  東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (60134061)

研究分担者 増原 陽人  東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (30375167)
若山 裕  (独)物質・材料研究機構, 半導体材料センター, 主席研究員 (00354332)
研究期間 (年度) 2007 – 2008
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
2008年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2007年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
キーワードコアーシェル構造 / ポリジアセチレン / 有機・高分子ナノ結晶 / パターン基板 / カプセル化 / 配列・配向制御 / 再沈法 / マイクロ波照射
研究概要

本研究課題では, (1) ポリジアセチレン(PDA)ナノ結晶サイズの単分散化, (2) PDAナノ結晶のカプセル化, (3) パターン基板上でのカプセル化PDAナノ結晶の配列制御を行い, 超階層構造形成を研究目的とした. 本年度(最終年度)の研究成果を以下にまとめる.
(1) 無脈流シリンジポンプを採用した再沈法を確立し, PDAナノ結晶の大量合成とサイズ・形状制御に成功した. 従来の再沈法に比較して約500倍のスケールアップとなった. (2) PDAナノ結晶のカプセル化に関しては, スチレンモノマー(ST)と2つの水酸基を有する水溶性・ノニオン性スチレン誘導体(M1)とのシード/乳化重合による共重合化(架橋剤DVBおよび重合開始剤KPSを使用)によって, ほぼ球形状のカプセル化に成功した. ポリスチレンシェル層の厚さは段階的にモノマー(ST/M1)を添加することにより制御可能であった. M1の代わりにカチオン性あるいはアニオン性スチレン誘導体を用いた場合は, カプセル化率の低下あるいは凝集体を与えた. PDAナノ結晶と水分散媒体および生成するポリスチレンとの親和性のバランスをM1が取っているものと推定され, カプセル化機構を提案した. (3) パターン基板を用いたTapered Cell法による超階層構造制御を試みた. 即ち, ピット内にポリスチレンラテックス(PSL)を, テラス上にカプセル化PDAナノ結晶を配列制御することに成功した. さらに, ピット内にカプセル化半導体微粒子を, 同様にテラス上にカプセル化PDAナノ結晶を配列制御できることも確認された. このようにカプセル化することにより, パターン基板上にPSL, PDAナノ結晶, 半導体微粒子と言った異種材料を効率的且つ位置選択的に積層・累積する基盤技術が確立された.

報告書

(2件)
  • 2008 実績報告書
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2008 2007

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 10件) 学会発表 (9件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Ordered Array of Polymer Microspheres on Patterned Silicon Substrate Fabricated Using Step-by-Step Deposition Method2008

    • 著者名/発表者名
      Tsunenobu Onodera
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 47

      ページ: 1404-1407

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nanocrystal Fabrication of Acrylic Acid Deiivatives with a Long-Alkyl Group and Their Solid-State Polymerization2008

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Abe
    • 雑誌名

      Molecular Crystals and Liquid Crystals 492

      ページ: 70-76

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Observation Light Propagation across 90°-Corner in Chains of Microsoheres on Patterned Substrate2008

    • 著者名/発表者名
      Tadashi Mitsui
    • 雑誌名

      Optics Letters 33

      ページ: 1189-1191

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 共役系有機・高分子ナノ結晶の超階層構造形成とその光・電子物性2008

    • 著者名/発表者名
      小野寺恒信
    • 雑誌名

      次世代兵役ポグマーの超階督制御と革新機能 第6章

      ページ: 149-154

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [雑誌論文] Synthesis and Crystal Structures of Fluorinated Chromophores for Second-Order Nonlinear Optics2007

    • 著者名/発表者名
      Hirohito UMEZAWA
    • 雑誌名

      Bulletin of the Chemical Society of Japan 80

      ページ: 1413-1417

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Surface Struture Effect on Optical Properties of Organic Nanocrystals2007

    • 著者名/発表者名
      Eunsang KWON
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letter 441

      ページ: 106-108

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Fabrication Method of Organic Nanocrystals Using Stabilizer-Free Emulsion2007

    • 著者名/発表者名
      Eunsang KWON
    • 雑誌名

      Crystal Growth & Design 7

      ページ: 600-602

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Anisotropic Orientation Control of Nonpolar Organic Nanocrystal Dispersion by External Fields2007

    • 著者名/発表者名
      Yuji KANEKO
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 46

      ページ: 6893-6897

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Diacetylene Nanowire Crystals Prepared by Reprecipitation / Microwave-Irradiation Method2007

    • 著者名/発表者名
      Koichi BABA
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 46

      ページ: 7558-7561

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photon Antibunchiug in thde Emission from a Single Organic Dye Nanocrystal2007

    • 著者名/発表者名
      Sadahiro MASUO
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 46

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Silver-Deposited Polydiacetylene Nanocrystals Produced by Visible-Light-Driven Photocatalytic Reduction2007

    • 著者名/発表者名
      Tsunenobu ONODERA
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 46

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] マイクロ波を利用した有機ナノ結晶作製法2007

    • 著者名/発表者名
      増原 陽人
    • 雑誌名

      分離技術 37

      ページ: 42-47

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Fabrication of Hybridized Nano/Microparticles and Their Ordered Array Structure for Photonic Materials2008

    • 著者名/発表者名
      Hidetoshi Oikawa
    • 学会等名
      The 2^<nd> Japan-Taiwan Joint Symposium on Organic Nanomaterials and Nanostructure Related to Photoscience
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      2008-11-06
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Fabrication and Characterization of Unique Cyclic Phase Transformation of C 60 Microcrystals2008

    • 著者名/発表者名
      Akito Masuhara
    • 学会等名
      Korea-Japan Joint Forum 2008
    • 発表場所
      Chitose, Japan
    • 年月日
      2008-10-24
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Cyclic Transformation of Co Nano/Microcrystals Structure2008

    • 著者名/発表者名
      Akito Masuhara
    • 学会等名
      The 18^<th> Iketani Conference
    • 発表場所
      Awaji, Japan
    • 年月日
      2008-10-22
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Single-Photon Emission from a Single Perylene Diimide Nanocrystal2007

    • 著者名/発表者名
      Sadahiro MASUO
    • 学会等名
      The 2007 MRS Fall Meeting
    • 発表場所
      Boston, USA
    • 年月日
      2007-11-29
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Fabrication and characterization of shape-controlled C_<60> nano/microcrystals by Solvent-Participated Reprecipitation Proces(SPRP)2007

    • 著者名/発表者名
      Akito MASUHARA
    • 学会等名
      2007 Korea-Japan Young Scientist Symposium
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 年月日
      2007-11-13
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Novel Fabrication Method of Perylene Derivative Nanocrystals for Single Photon Emission2007

    • 著者名/発表者名
      Akito MASUHARA
    • 学会等名
      Korea-Japan Joint Forum (KJF) 2007
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 年月日
      2007-09-27
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Hybridization of π-Conjugated Organic Nanocore and Noble Metal Shell2007

    • 著者名/発表者名
      Hidetoshi OIKAWA
    • 学会等名
      13th International Conference on Unconventional Photoactive Systems (UPS-13).
    • 発表場所
      Evanston, USA
    • 年月日
      2007-08-07
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Photon Antibunching in the Emission from a Single Organic Nanocrystal2007

    • 著者名/発表者名
      Sadahiro MASUO
    • 学会等名
      XXIII International Conference on Photochemisty
    • 発表場所
      Cologne, Germany
    • 年月日
      2007-08-01
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Perylene Derivative Nanocrystals for Single Photon Emission2007

    • 著者名/発表者名
      Akito MASUHARA
    • 学会等名
      XXIII International Conference on Photochemisty
    • 発表場所
      Cologne, Germany
    • 年月日
      2007-07-31
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [産業財産権] 金属被覆型有機結晶の製造方法2007

    • 発明者名
      小野寺恒信, 及川英俊, 笠井 均, 中西八郎, 関口隆史
    • 権利者名
      (独)科学技術振興機構, (独)物質・材料研究機構
    • 公開番号
      2007-084851
    • 出願年月日
      2007-04-05
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2007-04-01   更新日: 2018-03-28  

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