| 研究課題/領域番号 |
19K22236
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分36:無機材料化学、エネルギー関連化学およびその関連分野
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| 研究機関 | 慶應義塾大学 |
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研究代表者 |
磯部 徹彦 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (30212971)
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| 研究分担者 |
磯 由樹 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 講師 (00769705)
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| 研究期間 (年度) |
2019-06-28 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2021年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | 蛍光 / 蛍光ソルバトクロミズム / カーボンドット / フェニレンジアミン / フロログルシノール / 量子ドット / 液相合成 / 表面修飾 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
従来の無機蛍光体の主流は、希土類元素や遷移金属を結晶にドープし、f軌道やd軌道の準位間での遷移を通じて発光するタイプである。近年、バンドギャップで発光し、量子サイズ効果によって粒子径制御で発光色を調整できる量子ドット（QD）が台頭している。しかし、QD材料として、CdSe、InP、CsPbBr3などが開発されているが、毒性や安定性の面で問題がある。このような背景のもと、本研究では、資源として豊富に存在する炭素材料を用いて、高色純度かつ高効率で発光するカーボンドット（CD）を液相中で合成する指針を構築することを目指す。
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| 研究成果の概要 |
近年、バンドギャップで発光し、量子サイズ効果によって粒子径制御で発光色を調整できる量子ドット（QDs）が台頭している。しかし、QDs材料として、CdSe、InP、CsPbBr3などが開発されているが、毒性や安定性の面で問題がある。このような背景のもと、環境親和性の高い発光材料が求められている。そこで、資源として豊富に存在する炭素材料から発光するカーボンドット（CDs）を作製することに着目した。本研究では、非水溶媒中で芳香族化合物原料を重合してCDsを合成する先進的な液相合成法を開拓した。さらに表面修飾や周囲環境が発光特性に与える影響を調べ、発光特性を制御した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究より、フェニレンジアミンやフロログルシノールなどの芳香族化合物原料を高沸点有機溶媒中で加熱して重合することによってCDsを合成できることを明らかにした。これらのCDsは表面修飾や周囲環境によって双極子相互作用を制御して蛍光エネルギーを調節できることを実証した。以上より、従来の毒性元素を含む量子ドットの次の時代を担うことが期待される環境親和性のあるナノ蛍光体材料を開発した点で、本研究は学術的にも社会的にも重要な意義をもつ。
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