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単一結晶に注目したトリボルミネッセンスの定量評価とメカニズム解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K15519
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分32020:機能物性化学関連
研究機関東京工業大学

研究代表者

大曲 駿  東京工業大学, 物質理工学院, 助教 (20836473)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022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)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードトリボルミネッセンス / 蛍光顕微鏡 / 原子間力顕微鏡 / 希土類 / 応力発光 / 希土類錯体 / 再結晶 / メカノルミネッセンス / Triboluminescence / Mechanoluminescence / Atomic Force Microscopy / Fluorescence Microscopy
研究開始時の研究の概要

本研究では、Triboluminescence(結晶を粉砕した際に発光する現象)のメカニズム解明を目的とし、単一結晶一つ一つについて粉砕・発光の測定を行う。これを達成するために顕微鏡に粉砕用の圧子を設置し、印加圧力をモニターしながらその発光挙動を測定する。この方法によって結晶の数や圧力のかけ方に関する影響を排除し、直接的にTriboluminescenceを定量的に測定する。

研究成果の概要

本研究課題は蛍光顕微鏡と原子間力顕微鏡を組み合わせたハイブリッド顕微鏡によって、トリボルミネッセンス(結晶の粉砕に伴って発光する現象)を単一マイクロ結晶レベルで観察し、そのメカニズムの解明を試みるものである。本研究課題を通じて、サブマイクロサイズの結晶の効率的な生成方法を確立し、またミクロレベルはバルクレベルとは異なる状態にあり、トリボルミネッセンスが発現しない状態にあることも明らかになった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

トリボルミネッセンスの歴史は長く、400年以上前から知られた現象である。その一方で、そのメカニズムについては、トリボルミネッセンスを示す結晶の統計を取り、その共通点から推測したものであり、憶測の域を超えない。本研究は、より理学的に有意義な直接的かつ定量性の為に蛍光顕微鏡と原子間力顕微鏡の同時測定を行い、バルクレベルとミクロレベルではトリボルミネッセンスの挙動が異なることを初めて明らかにした。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 6件、 査読あり 6件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Dynamic molecular conformational change leading to energy transfer in F8-5% BSP copolymer revealed by single-molecule spectroscopy2022

    • 著者名/発表者名
      Yan Hao、Tseng Tzu-Wei、Omagari Shun、Hamilton Iain、Nakamura Tomonori、Vacha Martin、Kim Ji-Seon
    • 雑誌名

      The Journal of Chemical Physics

      巻: 156 号: 7 ページ: 074704-074704

    • DOI

      10.1063/5.0080406

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Enhancement of the Photocurrent of a Single Photosystem I Complex by the Localized Plasmon of a Gold Nanorod2021

    • 著者名/発表者名
      Furuya Ryotaro、Omagari Shun、Tan Qiwen、Lokstein Heiko、Vacha Martin
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 143 号: 33 ページ: 13167-13174

    • DOI

      10.1021/jacs.1c04691

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Dynamic Polymer Free Volume Monitored by Single-Molecule Spectroscopy of a Dual Fluorescent Flapping Dopant2021

    • 著者名/発表者名
      Goto Yuma、Omagari Shun、Sato Ryuma、Yamakado Takuya、Achiwa Ryo、Dey Nilanjan、Suga Kensuke、Vacha Martin、Saito Shohei
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 143 号: 35 ページ: 14306-14313

    • DOI

      10.1021/jacs.1c06428

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Real-Time Monitoring of Formation and Dynamics of Intra- and Interchain Phases in Single Molecules of Polyfluorene2020

    • 著者名/発表者名
      Tseng Tzu-Wei、Yan Hao、Nakamura Tomonori、Omagari Shun、Kim Ji-Seon、Vacha Martin
    • 雑誌名

      ACS Nano

      巻: 14 号: 11 ページ: 16096-16104

    • DOI

      10.1021/acsnano.0c08038

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Toward accurate measurement of the intrinsic quantum yield of lanthanide complexes with back energy transfer2020

    • 著者名/発表者名
      Omagari Shun、Vacha Martin
    • 雑誌名

      Physical Chemistry Chemical Physics

      巻: 22 号: 6 ページ: 3683-3690

    • DOI

      10.1039/c9cp06294g

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Optical properties of Eu(III) and Tb(III) complexes with pyridine- and quinoline- based ligands under high hydrostatic pressure2020

    • 著者名/発表者名
      Piccinelli Fabio、Rosa Chiara De、Lazarowska Agata、Mahlik Sebastian、Grinberg Marek、Nakanishi Takayuki、Omagari Shun、Bettinelli Marco
    • 雑誌名

      Inorganica Chimica Acta

      巻: 499 ページ: 119179-119179

    • DOI

      10.1016/j.ica.2019.119179

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] The Effect of Synthetic and Post-synthetic Conditions on the Luminescent Properties of CsPbBr3 Nanocrystals2023

    • 著者名/発表者名
      Shun Omagari, Martin Vacha
    • 学会等名
      The 31st International Conference on Photochemistry
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 単一CsPbBr3ナノ結晶に注目した発光物性の溶媒依存性2022

    • 著者名/発表者名
      大曲駿,バッハマーティン
    • 学会等名
      2022年光化学討論会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Tb-Eu混合配位高分子におけるトリボルミネッセンスとフォトルミネッセンスのスペクトルの違いについて2020

    • 著者名/発表者名
      大曲駿、平井悠一、バッハ・マーティン
    • 学会等名
      2020年光化学討論会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] ナノスケールにおけるトリボルミネッセンスの定量評価について2019

    • 著者名/発表者名
      大曲駿、平井悠一、長谷川靖哉、バッハ・マーティン
    • 学会等名
      2019年光化学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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